Termodicnamica

Universidad de Morón – Higiene y Seguridad en el Trabajo Termodinámica-2014

TP 5A - Problemas

1.- Ponga los datos faltantes para cada uno de los siguientes procesos de un sistema cerradoentre los estados 1 y 2 (Todo está en KJ).


Q
W
U1
U2
U
a)
50
-20
-20
50
70
b)
5
-30
20
55
35
c)
-40
-60
40
60
20
d)
-90
-90
50
50
0

2.- Una masa de 25 kg de aire enun dispositivo cilindro-embolo, se calienta de 25ºC a 80ºC al pasar una corriente por un calefactor eléctrico que entrega un trabajo de 1426 KJ. La presión se mantiene constante durante el proceso yocurre una perdida de calor de 40 KJ.
Calcular el trabajo de expansión (o de pistón).


U2 - U1 = m * Cv * ( T2 - T1)
U2 - U1 = 25 kg * 0,718 KJ/kgK * ( 353 - 298 )K= 987,25 KJ

Q = (U2 –U1) + Wexp + Welec
-40 KJ= 987,25 KJ + Wexp – 1426 KJ

Wexp = 1426 KJ - 40 KJ – 987,25 KJ = 398,75 KJ


3.- Un tanque de 0,3 m3 contiene Nitrogeno a 100 KPa y 27ºC. Una hélice dentro del tanquegira hasta que la presión interior llega a 150 KPa. Durante el proceso 2 KJ de calor se libera hacia los alrededores. Calcular el trabajo realizado por la hélice.
Datos: cv = 0,743 KJ/kg.K ;Rp= 0,2968 KJ/kg.K


Pi *V = m* R * Ti ; m = (Pi *V) / (R * Ti )
m = (100 KPa *0,3m 3 )/(0,2968 KJ/kg.K *300 K)
m. = 0,337 kg

Pf *V = n* R * Tf; Tf = (Pf *V) / (R * m )
Tf=(150 KPa* 0,3m 3 )/(0,2968 KJ/kg.K *0,337Kg)
Tf = 450 K
DU = m * Cv * ( Tf – Ti )
DU = 0,337 kg * 0,743 KJ/kg.K * (450K – 300K)DU = 37,56 KJ

Q = DU + W ; W = Q - DU = - 2 KJ – 37,56KJ
W = - 39,56 KJ


4.- Un dispositivo cilindro-embolo contiene 0,2 kg de agua a 700 KPa y 0,08 m3. Después setransfiere calor al agua a presión constante hasta que la temperatura es de 430ºC. Calcular:
a) El volumen final del cilindro.
b) La cantidad de calor transferida al...