Termo
Páginas: 4 (855 palabras)
Publicado: 16 de abril de 2012
AYUDANTÍA 13 de ABRIL de 2012
Profesor: Sergio Rozas – Ayudante: Roberto López (roberto.lopez@usach.cl)
1.
Los 40 alumnos del curso de Ingeniería Industrial de la USACH realizaron una
expedicióny subieron el cerro Lonquén, ubicado en la comuna de Isla de Maipo, Santiago.
Un compañero de grupo llevaba consigo un manómetro de bolsillo que registró en todo
momento la presión absoluta en ellugar. Se registró que la presión antes de subir el cerro
eran 93 kPa, y cuando finalmente estaban en la cima del cerro el aparato registró unos 78
kPa. Usando esos datos, el profesor de Termodinámicales pregunta: ¿cuál es la altura del
cerro Lonquén?
Datos: La densidad del aire son 1,2 kg/m3 y la aceleración de gravedad local es 9,8 m/s2.
Aplicando la ecuación de la Hidroestática:
P1 = P2+ ρ aire ⋅ g ⋅ h
→
h=
P1 − P2
ρ aire ⋅ g
(93 − 78) ⋅ 10 ⋅ Pa
h=
1N
kg
m
⋅ 9,8 2 ⋅
2
mm
s 1kg / m ⋅ s 2
Pa
= 1275,5 m
h = 1275,5
N
1Pa
⋅
m 2 m 1N / m 2
1,2
h ≈1276 m
2.
Un aparato vertical de pistón y cilindro contiene un gas que se encuentra
comprimido por un émbolo sin fricción, cuyo peso es 3000 N. Un agitador mecánico
contenido en el cilindroentrega al gas un trabajo equivalente a 6800 J, durante un cierto
período. Si el gas pierde por conducción a través de las paredes del cilindro dentro del
mismo periodo 8,7 kJ y su energía internaexperimenta un cambio igual a -1 kJ, calcule la
distancia que el pistón tendría que moverse, en metros. El área del pistón es 50 cm2 y la
presión atmosférica en el exterior del cilindro es 0,95 bar.
Q =∆U + W fr + Weje
1ª Ley:
→
− 8700 J = −1000 J + W fr + −6800 J
Condición de equilibrio:
Pg ⋅ A = Patm ⋅ A + W
W fr = −900 J
Fgas = Fatm + F peso
Pg ⋅ 50 ⋅ 10 −4 m 2 = 0,95 ⋅10 5 Pa ⋅ 50 ⋅ 10 −4 m 2 + 3000 N
→
3000 N
50 ⋅ 10 − 4 m 2
Pg = (6 + 0,95) ⋅ 10 5 Pa = 6,95 ⋅ 10 5 Pa
Pg = 0,95 ⋅ 10 5 Pa ⋅ +
Por otro lado se sabe que:
∆V =
W fr
P
=...
Profesor: Sergio Rozas – Ayudante: Roberto López (roberto.lopez@usach.cl)
1.
Los 40 alumnos del curso de Ingeniería Industrial de la USACH realizaron una
expedicióny subieron el cerro Lonquén, ubicado en la comuna de Isla de Maipo, Santiago.
Un compañero de grupo llevaba consigo un manómetro de bolsillo que registró en todo
momento la presión absoluta en ellugar. Se registró que la presión antes de subir el cerro
eran 93 kPa, y cuando finalmente estaban en la cima del cerro el aparato registró unos 78
kPa. Usando esos datos, el profesor de Termodinámicales pregunta: ¿cuál es la altura del
cerro Lonquén?
Datos: La densidad del aire son 1,2 kg/m3 y la aceleración de gravedad local es 9,8 m/s2.
Aplicando la ecuación de la Hidroestática:
P1 = P2+ ρ aire ⋅ g ⋅ h
→
h=
P1 − P2
ρ aire ⋅ g
(93 − 78) ⋅ 10 ⋅ Pa
h=
1N
kg
m
⋅ 9,8 2 ⋅
2
mm
s 1kg / m ⋅ s 2
Pa
= 1275,5 m
h = 1275,5
N
1Pa
⋅
m 2 m 1N / m 2
1,2
h ≈1276 m
2.
Un aparato vertical de pistón y cilindro contiene un gas que se encuentra
comprimido por un émbolo sin fricción, cuyo peso es 3000 N. Un agitador mecánico
contenido en el cilindroentrega al gas un trabajo equivalente a 6800 J, durante un cierto
período. Si el gas pierde por conducción a través de las paredes del cilindro dentro del
mismo periodo 8,7 kJ y su energía internaexperimenta un cambio igual a -1 kJ, calcule la
distancia que el pistón tendría que moverse, en metros. El área del pistón es 50 cm2 y la
presión atmosférica en el exterior del cilindro es 0,95 bar.
Q =∆U + W fr + Weje
1ª Ley:
→
− 8700 J = −1000 J + W fr + −6800 J
Condición de equilibrio:
Pg ⋅ A = Patm ⋅ A + W
W fr = −900 J
Fgas = Fatm + F peso
Pg ⋅ 50 ⋅ 10 −4 m 2 = 0,95 ⋅10 5 Pa ⋅ 50 ⋅ 10 −4 m 2 + 3000 N
→
3000 N
50 ⋅ 10 − 4 m 2
Pg = (6 + 0,95) ⋅ 10 5 Pa = 6,95 ⋅ 10 5 Pa
Pg = 0,95 ⋅ 10 5 Pa ⋅ +
Por otro lado se sabe que:
∆V =
W fr
P
=...
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