problemas de termodinamica

Termodinámica
Evidencia de producto 4to “D”

Maestro: German Pérez Hernández
20/10/2014 INGENERIA PETROLERA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DEL GOLFO DE MÉXICO
Ciencia y Tecnología que Transforman
1.1Dos metros cúbicos de aire a 25 ºC y 1 bar tienen una masa de
2.34 kg.
Escriba los valores de tres propiedades intensivas y dos propiedades
extensivas de este sistema.
Si la aceleración localde la gravedad para el sistema es 9.65 m/𝑠 2 ,
evalúese el peso específico.

a)
Propiedades intensivas:
Temperatura: 25 ºC
Presión: 1 bar
Densidad:

24 kg
2 m3

= 1.17 kg/𝑚3

m

ρ=

V

Propiedades extensivas:
Volumen: 2𝑚3
Masa: 2.34 kg

b)
Wesp=

m∗g
V

= ρ*g= (1.17 kg/𝑚3 )*(9.65 m/𝑠 2 ) = 11.2905
kg m

Como 1N = 1

s2

, entonces:

kg m
m3 s 2

Wesp=11.2905 N/𝑚3

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Ciencia y Tecnología que Transforman

1.2.- 5m³ de agua a 25ºC y 1 bar tienen una masa de 4985 kg.
a) escriba los valores de dos propiedades extensivas y tres
propiedades intensivas de este sistema.
b) si la aceleración local de la gravedad “g” para el sistema es de 9.70
m/s², evalúese el peso específico.

2 propiedades extensivas*5m³ (volumen)
*4985 kg (masa)
3 tres propiedades intensivas
*25ºC (temperatura)
*1 bar (presión)
*peso especifico
W=mg
W= (4985 kg) (9.70 m/s²)=48354 N
Peso específico
w=W/v
w=48354 N/5m³ = 9670.9 N/m³

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1.3 Un cubo de metal de 0.8 kg contiene 8 litros de agua 20ºC y 1 bar con una
masa de 8 kg
. a)Escriba los valores de 2 propiedades extensivas y 3 propiedades intensivas
del agua.

𝑚

. b) Si la aceleración local para la gravedad g para el sistema es 9.60 2 evalúese
𝑠
el peso especifico del sistema combinado cubo-agua.

Extensivas

Intensivas

T= 20ºC
V= 8 litros

m= 8 kg
P= 1 bar

Vesp. =

𝑣

𝑚

Vesp=

Wesp. = 𝜌. 𝑔

Wesp.=

(0.8 𝑘𝑔+8 𝑘𝑔)
0.008 𝑚3

Wesp.=0.008 𝑚3
8 𝑘𝑔

𝑚
𝑣

𝑔

𝑁

(9.60𝑚⁄𝑠 2 )=10560 3
𝑚

𝑚3

= 0.001 𝑘𝑔

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Ciencia y Tecnología que Transforman
1.4) Tres pies cúbicos a 60ºF y 14,7 psia tienen una masa de 187 lbm.
a) Escriba los valores de dos propiedades extensivas y tres
propiedades intensivas del sistema.
b) Si la aceleración local de gravedad g para el sistema es 30,7ft/s²,
evalúese el peso especifico.

a)
Propiedades extensivas

Propiedades intensivas

𝑣 = 3𝑓𝑡 3

T=60°f

m=187 lbm

P=14.7 psia

Vesp.=

b)
𝜌

187𝑙𝑏𝑚
𝑙𝑏𝑚
=
62.333
3𝑓𝑡 3
3𝑓𝑡 3

Wesp=62.333

𝑙𝑏𝑚
𝑓𝑡 3

x 30.7

𝑓𝑡
𝑠2

= 1913

𝑙𝑏𝑚.𝑓𝑡
𝑓𝑡 3 .𝑠2

3𝑓𝑡 3
187 𝑙𝑏𝑚

= 0.016

𝑓𝑡 3
𝑙𝑏𝑚

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Ciencia y Tecnología queTransforman

1.8) La aceleración de la gravedad en función de la altura sobre el
nivel del mar a 45º de latitud viene dada por g=32,17 – 3,32x10^-6 z,
donde g está en ft/s² y z en pies. Calcúlese la altura en Millas, por
encima del nivel del mar a la que el peso de una persona habrá
disminuido en: (a) un 1% y
(b) un 2%.

Datos:
Z= altura en metros.
Gh= gravedad según porcentaje de peso
G=gravedad local a nivel del mar
K= constante de disminución de gravedad según altura

𝐆𝐡 = 𝒈 ∗ (𝒑𝒆𝒔𝒐 − %𝒑𝒆𝒔𝒐𝒅𝒊𝒔𝒎𝒊𝒏𝒖𝒊𝒅𝒐)

Para a)
𝒈𝒉 = 𝟗. 𝟖𝟎𝟓𝟑𝟕𝟒

𝒎
∗ 𝟎. 𝟗𝟗
𝒔𝟐

𝒈𝒉 = 𝟗. 𝟕𝟎𝟕𝟑𝟐𝟎𝟐𝟔

𝒎
𝒔𝟐

𝒎
𝒎
𝒎
− 𝟗. 𝟖𝟎𝟓𝟑𝟕𝟒 𝟐
−𝟎. 𝟎𝟗𝟖𝟎𝟓𝟑𝟕𝟒 𝟐
𝒔𝟐
𝒔 =
𝒔
−𝟑. 𝟑𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟔 𝒔𝟐
−𝟑. 𝟑𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟔 𝒔𝟐

𝟗. 𝟕𝟎𝟕𝟑𝟐𝟎𝟐𝟔
𝒁=

𝒁 = 𝟐𝟗𝟓𝟑𝟒. 𝟐𝟓𝟗𝟎𝟒 𝒎𝒕𝒔 ∗

𝒁 = 𝟐𝟗. 𝟓𝟑𝟒𝟐𝒌𝒎 ∗

𝟏𝒌𝒎
= 𝟐𝟗. 𝟓𝟑𝟒𝟐𝒌𝒎
𝟏𝟎𝟎𝟎𝒎𝒕𝒔

𝟏𝒎𝒊𝒍𝒍𝒂
= 𝟏𝟖. 𝟑𝟓𝟐𝒎𝒊𝒍𝒍𝒂𝒔 ← (𝒂)
𝟏. 𝟔𝟎𝟗𝟑𝟒𝟒𝒌𝒎

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Para b)
𝒈𝒉 = 𝟗. 𝟖𝟎𝟓𝟑𝟕𝟒

𝒎
∗ 𝟎. 𝟗𝟖
𝒔𝟐

𝒈𝒉 = 𝟗. 𝟔𝟎𝟗𝟐𝟔𝟔𝟓𝟐

𝒎
𝒔𝟐

𝒎
𝒎
𝒎
− 𝟗. 𝟖𝟎𝟓𝟑𝟕𝟒 𝟐
−𝟎. 𝟏𝟗𝟔𝟏 𝟐
𝒔𝟐
𝒔 =
𝒔
−𝟑. 𝟑𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟔 𝒔𝟐
−𝟑. 𝟑𝟐𝒙𝟏𝟎−𝟔 𝒔𝟐

𝟗. 𝟔𝟎𝟗𝟐𝟔𝟔𝟓𝟐
𝒁=

𝒁 = 𝟓𝟗𝟎𝟔𝟖. 𝟓𝟏 𝒎𝒕𝒔 ∗
𝒁 = 𝟓𝟗. 𝟎𝟔𝟖𝒌𝒎 ∗

𝟏𝒌𝒎
= 𝟓𝟗. 𝟎𝟔𝟖𝒌𝒎
𝟏𝟎𝟎𝟎𝒎𝒕𝒔

𝟏𝒎𝒊𝒍𝒍𝒂
= 𝟑𝟔. 𝟕𝟎𝟑 𝒎𝒊𝒍𝒍𝒂𝒔 ← (𝒃)
𝟏....