Problemas Termodinamica

PROBLEMAS DE APLICACIÓN

1. Con un manómetro de peso muerto se miden presiones hasta de 3 500 bar. El diámetro del pistón es 0.95 cm. ¿Cuál es la masa aproximada, en kg, de los pesos necesarios para hacer las mediciones?

2. Con un manómetro de peso muerto se miden presiones hasta de 3 500 (atm). El diámetro del pistón es 0.44 (in). ¿Cuál es la masa aproximada, en (Ib,), de los pesosnecesarios para hacer las mediciones?

3. La lectura de un manómetro de mercurio a 25°C (abierto a la atmosfera por uno de sus extremos) es 43.62cm. La aceleración local de la gravedad es 9.806 m/s². La presión atmosférica es 101.45 kPa. ¿Cuál es la presión absoluta, en kPa, medida? La densidad del mercurio a 25°C es 13.534 g /cm³.

4. La lectura de un manómetro de mercurio a 70(°F)(abierto a la atmósfera por uno de sus extremos) es 27.36 (in). La aceleración local de la gravedades 32.187(ft)(s)-2. La presión atmosférica es 30.06 (in Hg). ¿Cuál es el valor de la presión absoluta, en (psia) medida? La densidad del mercurio a 70(°F) es 13.543 g /cm³.

5. Las primeras mediciones exactas de las propiedades de los gases a presiones altas fueron hechas por E. H. Amagat en Franciaentre 1869 y 1893. Antes del desarrollo del manómetro de peso muerto, Amagat trabajó en el pozo de una mina y utilizó un manómetro de mercurio para medir presiones mayores que 400 bar. Estime la altura del manómetro requerido para hacer esto.

6. Se construye un instrumento para medir la aceleración de la gravedad en Marte. El aparato consta de un resorte del cual se suspende una masa de 0.38kg. En un lugar sobre la tierra donde la aceleración de la gravedad es 9.80 m/ s², el resorte se alarga 1.03 cm. Cuando el instrumento aterriza en Marte, envía una señal donde informa que el resorte se ha estirado 0.38cm ¿Cuál es el valor de la aceleración de la gravedad en Marte?

7. Un grupo de ingenieros que ha aterrizado en la luna desea determinar la masa de algunas rocas. Para hacerlocuentan con un resorte calibrado para proporcionar lecturas de libra masa en un sitio donde la aceleración de la gravedad es 32.192(ft)(s²). La lectura obtenida para una de las rocas lunares en esta escala es 13.37 ¿Cuál es la masa de la roca? ¿Cuál es el peso de ésta en la luna? Suponga que g(luna) = 5.32(ft)(s²)

8. Un gas se encuentra confinado por un pistón en un cilindro que tiene undiámetro de 1.5 ft. Sobre el pistón se encuentra un peso. La masa del pistón y el peso es de 300 lb. La aceleración local de la gravedad es 32.158 ft/ s² y la presión atmosférica es 29.84 in Hg.
a) ¿Cuál es la fuerza en (lbf) ejercida sobre el gas por la atmósfera, el pistón y el peso, suponiendo que no hay fricción entre el pistón y el cilindro?
b) ¿Cuál es la presión del gas en (psia)?c) Si se calienta el gas contenido en el cilindro, se expande, empujando el pistón y el peso hacia arriba. Si el pistón y el peso se elevan 2 ft, ¿cuál es el trabajo hecho por el gas en (ft lbf)? ¿Cuál es el cambio en la energía potencial del pistón y el peso?

9. Un gas está confinado por un pistón en un cilindro con un diámetro de 0.47 m; sobre el pistón se pone un peso. La masa delpistón y el peso es de 150 kg. La aceleración local de la gravedad es 9.813 m/s² y la presión atmosférica es 101.57 kPa.
a) ¿Cuál es la fuerza en Newton ejercida sobre el gas por la atmósfera, el pistón y el peso, suponiendo que no hay fricción entre el cilindro y el pistón?
b) ¿Cuál es la presión del gas en kPa?
c) Si se calienta el gas del cilindro, se expande, empujando hacia arriba alpistón y al peso. Si éstos se elevan 0.83 m, ¿cuál es el trabajo hecho por el gas en kJ?
d) ¿Cuál es el cambio en la energía potencial del pistón y el peso?

10. Un automóvil con una masa de 1400 kg se desplaza a razón de 30 m s-l. ¿Cuál es la energía cinética del automóvil en kJ? ¿Cuánto trabajo debe hacerse para detenerlo?

11. Las turbinas de una planta hidroeléctrica están...