practica de termodinamica

UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE
GESTIÓN I-2013
GRUPO A
1)

TERMODINÁMICA II
CAPÍTULO 2 - ENTROPIA
PRÁCTICA – 2 DE 5

Un dispositivo compuesto por cilindro-embolo contiene una mezcla de líquido y vapor de agua a 300 K. Durante un proceso a
presión constante se transfieren al agua 750 kJ de calor. Como resultado la parte liquida en el cilindro se vaporiza. Determine el
cambio de entropíadel agua durante este proceso:

CALOR

H20
T = 300K
∆S = ?

Resp: ∆S = 2.5 kJ/Kg
2)

Una maquina térmica reversible opera cíclicamente tomando 1000 kJ de una fuente térmica a 1000 K y realizando un trabajo de
400 kJ. Determinar:
a. Magnitud y sentido de las interacciones con las otras dos fuentes.
b. Las variaciones de entropía generadas por fuente.
1000 K

800 K

MTREV

400 KWNETO

Resp: Q2 = -200 kJ, Q3= - 400 kJ, ∆S1 = - 1 kJ/Kg, ∆S2 = 0.5 kJ/Kg, ∆S3 = 0.5 kJ/Kg.
3)

Considere una maquina térmica con ciclo de Carnot donde el fluido de trabajo es el agua, la transferencia de calor del agua
ocurre a 300 °C, proceso durante el cual el agua cambia de líquido saturado a vapor saturado, el agua cede calor a 40 °C.
Determine:
a. Represente del diagramaTemperatura vs Entropía del ciclo
b. Encuentre la calidad del agua al principio y cuando termina de ceder el calor
c. Determine el WNETO que se obtiene por kilogramo de agua
d. Determine el ηTER del ciclo
Resp XINICIAL = 0 y XFINAL= 0.348, WNETO = 637.28 kJ/kg, ηTER = 45.36 %

4)

Una sustancia sólida con un calor latente de fusión LF se funde a una temperatura TM. Calcular el cambio de entropía sise
funden 0.3 kg de plomo a 327º C, eL calor de fusión de la sustancia es de 24.5 kJ/kg.
Resp: ∆S = 12.25 J/Kg

5)

Determinar la variación de entropía especifica de aire considerando que sufre un proceso desde T1 a 300 K y P1 a 1 bar hasta
T2 de 400 K y P2 de 5 bar considerando constante CP de 1.008 [KJ/kg K].
Resp: ∆S = -0.173 kJ/K

6)

Una instalación industrial criogénica manejametano líquido a 115 K y 5 MPa a una tasa de 0.280 m3/s. Un proceso requiere
reducir la presión del metano líquido a 1 MPa lo cual se consigue estrangulando el metano liquido al pasarlo a través de un
obstáculo al flujo, como una válvula. Un ingeniero recientemente contratado propone reemplazar esta válvula por una turbina
para producir potencia mientras se reduce la presión a 1 MPa. Usando losdatos de la tabla del anterior ejercicio determine la
cantidad máxima de potencia que este dispositivo puede producir, así como el ahorro que proporcionara su instalación en los
costos anuales por uso de electricidad, si la turbina opera continuamente 8760 h/año y la instalación paga 0.075 Bs./kWh por
electricidad.
Resp: Ahorro anual de potencia = 737800 Bs./año

7)

En una máquina deciclo de Carnot que utiliza agua como fluido de trabajo, la temperatura alta es de 250 °C y a medida que se
recibe QH, el agua cambia de líquido saturado a vapor saturado, la presión del agua a temperatura baja es de 100 kPa.
Encuentre:
a. La temperatura TL
b. La ηTER del ciclo
c. El calor agregado por kilogramo de agua
d. La entropía al principio del proceso
Resp: TL = 99.63 °C, ηTER = 28.7 %,Q= 1716.03 kJ/kg, SINICIAL = 6.073 kJ/Kg K
1

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TERMODINÁMICA II
CAPÍTULO 2 - ENTROPIA
PRÁCTICA – 2 DE 5

Un recipiente rígido contiene inicialmente 5 kg de refrigerante 134ª a 20°C y 150 kPa, la sustancia se enfría mientras es agitada
hasta que su presión disminuye a 100 kPa. Determine el cambio de entropía del refrigerantedurante este proceso:
V=ctte

T
1

R-134a
T1 = 20°C
P1 = 140 kPa
∆S = ?

2

CALOR

S
Resp: ∆S = -1.4169 kJ/K
9)

Inicialmente un deposito cilindro-embolo contiene 3 lbm de agua líquida a 20 psi y 70 °F. El agua está ahora calentándose a una
presión constante por la adición de 3450 Btu de calor. Determine el cambio de entropía durante el proceso.
P=ctte

T
2

1

CALOR...