serie termo

UNAM – Facultad de Ingeniería
Termodinámica – Grupo 1
Serie 1: Se proponen nueve problemas tomados de exámenes colegiados. Las respuestas
están indicadas en negritas.
1. Se mezclan 2 dm3 de aguaa 25°C con un líquido desconocido. Resultan 4.8 dm 3 de una
mezcla con una masa de 4 kg. Calcule la densidad del líquido desconocido.
 = 716.4 kg/m3
2. En un tanque vertical de almacenamiento deaceite ( = 0.8), cuya capacidad es de 70 m3,
con 4 m de diámetro, se tiene a 0.2 m del fondo una tapa de 0.1 m de diámetro. El esfuerzo
de ruptura de los tornillos que sujetan la tapa es de 1800kPa. Calcule el número necesario
de tornillos para que la tapa no se abra. Considere que el diámetro de cada tornillo es de
6.35 mm y que la presión de ruptura de la tapa se registra en su centro. Eltanque está en el
D.F.
N = 6 tornillos
3. Un bloque de 1 kg de cobre a 20°C se deja caer en un recipiente adiabático que contiene
nitrógeno líquido a 77 K. ¿Cuántos litros de nitrógeno se evaporandurante el tiempo que le
toma al cobre alcanzar 77 K? Tome c N2 = 0.21 cal/g °C, eb de N2 = 48 cal/g, N2 = 0.8
g/cm3, cCu = 9.24x10-2 cal/g°C.
V = 0.52 L
4. En un recipiente adiabático semezclan 100 g de líquido a 50 °C con 200 g de una mezcla
de fases líquido-vapor (el 40% de la masa corresponde al vapor). ¿Cuánto sólido a 0°C se
debe añadir para que en el equilibrio se tenga el triplede líquido que de sólido?
Tfus = 4.3 °C
Tebu = 112.9 °C
csól = 0.3 cal/g°C
clíq = 0.8 cal/g°C
fus = 56.2 cal/g
ebu = 210 cal/g
msól = 967.9 g
5. Un cilindro con émbolo de 50 cm de diámetro seencuentra en posición vertical a nivel
del mar. Se tiene un gas en su interior y la masa del émbolo es de 20 kg. En un día
caluroso, el émbolo se desplaza 1 m al recibir 53 kJ de calor porradiación solar. ¿Cuál es el
cambio en la energía interna del gas?
U = 32.91 kJ
6. Una bomba de agua se usa para elevar el líquido a 25 m de altura desde el nivel de un
depósito. Entrega 1 m3/min a una...