Safir

Pauta Certamen 1
26 de abril de 2013
1.

Ejercicios

1.1.

Un sistema de cilindro-pistón contiene 50 kg de agua a 250 kPa y 25 ◦ C .
El área del pistón es 0, 1m2 . Se transere calor al aguacausando que parte del
agua se evapore y expanda. Cuando el volumen alcanza 0, 2m3 , el pistón alcanza
un resorte lineal de constante 100kN/m. Luego se transere más calor al agua
hasta que elpistón sube 20 cm más. Determine:
a) La presión y temperatura nal (15 pts).
b) El trabajo realizado durante el proceso (10 pts).
c) El calor transferido durante el proceso (10 pts).
d) Diagrama P-Vdel proceso con sus respectivos valores (5 pts).

1.2.

Dos tanques rígidos están conectados mediante una válvula inicialmente cerrada. El tanque A contiene 0, 2m3 de agua a 400 kPa y 80 % decalidad. El
tanque B contiene 0, 5m3 de agua a 200 kPa y 250 ◦ C . Se abre la válvula y
ambos tanques llegan al mismo estado termodinámico nal. Determine:
a) La presión nal (15 pts).
1

b) Elcalor transferido cuando el sistema alcanza el equilibrio térmico con el
medio ambiente que se encuentra a 25◦ C (15 pts).

1.3.

Un tanque con un volumen de 12, 5m3 contiene propano (C3 H8 ) a 115◦C y
37, 8bares. Determine:
a) La masa de gas en kg utilizando el modelo de gas ideal y la carta de compresibilidad (15 pts).
b) Se extrae gas hasta que la masa que queda es la mitad de la cantidadoriginal
y la temperatura es la misma. Estime la presión nal en el tanque, en bares,
utilizando el modelo de gas ideal y la carta de compresibilidad (15 pts).
Datos si los requiere:

Ru = 8,314 [kJ/kmolK]
Propano, C3 H8 : Masa molar = 44; Tcr = 370K ; Pcr = 42, 7bares.
Patm = 1bar.

2

2.

Desarrollo

2.1.

a) Se dene como 1 el estado termodinámico inicial, 2 el estado cuandotoca el
resorte, sin comprimirlo y 3 el estado nal.
El proceso 1-2 es isobárico, donde la presión atmosférica y la asociada al
peso del émbolo es de 250[kP a]. El proceso 2-3 actúan los mismos...