Notas

1. Un cilindro con un pistón móvil contiene 4 litros de un gas a 30°C y 5 bar. El pistón se mueve despacio para comprimir el gas hasta 8 bars.
a) Considerando que el sistema es el gas en el cilindro y despreciando , escriba y simplifique el balance para este sistema cerrado. No suponga que el proceso es isotérmico en esta parte.
b) Ahora suponga que el proceso se lleva a cabo de maneraisotérmica, y que el trabajo de compresión realizado sobre el gas es igual a . Si el gas es ideal de modo que sólo sea función de la temperatura, determine el calor (en joules) que se transfiere a o desde los alrededores (indique que ocurre).
c) Ahora suponga que el proceso es adiabático y que aumenta conforme la temperatura se eleva. Diga si la temperatura final del sistema es mayor, igual o menorde 30°C. De una breve explicación de su razonamiento.
d) Deducir el siguiente factor de conversión

2. Una turbina descarga de un vapor saturado a 5 bars (absoluta). Se desea generar vapor a 250°C y 5 bars mezclando la descarga de la turbina con un segundo flujo de vapor a 300°C y 5 bars.
a) Determine la temperatura del flujo de vapor que sale de la turbina
b) Establezca si el segundoflujo de vapor (300°C y 5 bars) es saturado o sobrecalentado. Explique su respuesta
c) Establezca si el vapor que se producirá (250°C y 5 bars) es saturado o sobrecalentado. Explique su respuesta
d) Si se desean generar de vapor, calcule el calor que debe transferirse al mezclador
e) Si el mezclado se llevara a cabo adiabáticamente, determine la velocidad de flujo de vapor que se produciría3. Se suministra agua líquida a un calentador a 30°C y 15 bars, y se convierte en vapor saturado a presión constante. Utiliza las tablas de vapor para calcular el cambio de entalpia de este proceso, y después calcula el calor que debe adicionarse para producir 15000 m3/h de vapor en las condiciones de salida. Considera que la energía cinética del líquido en la entrada es despreciable y que elvapor se descarga a través de una tubería de 20 cm de diámetro interno

4. Una muestra aire-vapor de agua tiene una temperatura de bulbo seco de 55°C y una humedad absoluta de a 1 atm de presión. Obtener: humedad de saturación a la temperatura de la mezcla (55°C), humedad molar absoluta, presión de vapor de agua en la mezcla, humedad relativa, punto de rocio, volúmen húmedo, calor húmedo, entalpíade la mezcla.

5. Songa que se vacía un galón de agua encima de un gato que está maullando a 10 pies debajo de la ventana de su recámara.
a) Cuánta energía potencial ( ) pierde el agua?
b) A qué velocidad viaja el agua ( ) justo antes del impacto?
c) Diga si es cierto o falso: la energía debe conservarse, de modo que la energía cinética del agua antes del impacto debe ser igual a la energíacinética del gato después del impacto.

6. Escribe y simplifica la ecuación de balance de energía para un sistema cerrado para cada uno de los siguientes procesos, y determina cuando son positivos o negativos los términos de calor y trabajo distintos de cero.
a) El contenido de un matraz cerrado se enfria de 80°C a 25°C
b) Se lleva a cabo una reaccióm química en un recipiente rígido cerrado yadiabático
c) Repite el inciso anterior considerando que el reactor es isotérmico en vez de adiabático, y que cuando se llevó a cabo la reacción adiabáticamente, la temperatura de reactor aumentó

7. Adquiriste recientemente un pedazo grande de tierra en la selva del Amazonas, a un precio extremadamente bajo. Estas muy contento hasta que llegas allí y te das cuenta que la fuente de electricidadmás cercana se encuentra a 1500 millas de distancia, dato que tu cuñado, el agente de bienes raíces, olvidó decirte. Como la ferreteria local no vende cables de 1500 millas de largo, decides construir un generador hidroeléctrico pequeño en una caída de agua de 75 m de altura, que está localizada muy cerca. la velocidad de flujo de agua de la cascada es de y se necesita para prender las...