Termodinamica

Apuntes Termodinámica

Germán Paredes B.

Primer Certamen de Termodinámica 10-11-00
Problema 1 (30 puntos)
Una caldera de 5m3 de capacidad contiene 2500kg de agua y vapor saturado a la presiónde 0,4MPa abs. La presión se eleva hasta 1MPa abs. Determinar:
a) La cantidad de agua que se vaporizó al subir la presión de 0,4MPa a 1MPa.
b) Determinar la cantidad de calor que se necesita paraproducir el aumento de
presión antes señalado.
5
= 0,002m 3 / kg
2500
v1 = v f + X ·v fg
v1 =

Inicialmente
v f y v fg se obtienen de la tabla de vapor con P = 0,4MPa
0,002 = 0,001084 +X(0,4625 - 0,001084)
X = 0,001985 =

m gas

m gas = 0,001985·2500 = 4,96kg

mmezcla

Se aumenta la presión a 1MPa y se tiene :
v 2 = v f + X ·v fg
0,002 = 0,001127 + X ·(0,1944 0,001127)
X= 0,004517 =

m gas
mmezcla

m gas = 11,29kg

a ) Cantidad de agua vaporizada = 11,29 - 4,96 = 6,33kg
q = u + we; we = 0
q = ( h2

P2 v 2 ) (h1

P1v1 )

h1 = 604,3 + 0,001985·2133,8 =608,54kJ / kg
h2 = 762,5 + 0,004517·2015,1 = 771,6kJ / kg
q = 161,86kJ / kg
b) Q = 161,86·2500 = 404650 KJ

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Germán Paredes B.

Problema 2(30 Puntos)
Un depósito contiene oxígeno, inicialmente a 0,4MPa y 25ºC, si se suministra calor al
depósito, de modo que la temperatura aumente a 125ºC y luego se extraen 1,5kg de
oxígeno para quela presión se mantenga en 0,4MPa. Determine:
a) Masa inicial de oxígeno contenida en el depósito.
b) Volumen del depósito
c) Calor suministrado
Inicialmente se tiene :
Pi = 400kPa
T1 = 298º Kmi = ?
Vi = V f
Finalmente se tiene :
Pf = 400kPa
T f = 398º K
400·V
0,2598·398
mi = 1,5 + 3,87V
(1)
m f = mi 1,5 =

y además se sabe que :
400·V
0,2598·298
mi = 5,17V

mi =

(2)a) y b) Por lo que m i = 5,9455kg
y V = 1,15m 3
Q = u + we ; w e = 0
Q = m·Cv· T
Q = 5,9455·0,658·(398 298) = 392,826kJ

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