Termodinamica

PROBLEMA 1. TAREA 2
Un ciclo de Carnot de aire estándar se lleva a cabo en un sistema embolo-cilindro entre los límites de temperaturas de (50+N° de mes) °C y (860+N° de dias 8) °C. Las presiones alinicio y al final de la compresión isotérmica son 150+N° de mes 2 KPa y (300+N° de mes) KPa respectivamente (P3 y P4). El trabajo neto del ciclo es de 0.5 KJ.

Calcular:
1) La presión máxima delciclo en KPa.
2) Calor suministrado al ciclo QH en KJ.
3) Masa del aire dentro del cilindro en Kg.
4) calor rechazado QL en KJ.
5) Rendimiento del ciclo
6) Valor del cambio de entropía delproceso 1-2

N° de mes = 01
N° de días = 14
Th = T1 = T2 = (860+N° de dias 8) °C = 1134.7°K P3 = 150+N° de mes 2= 150.5 KPa
Tl = T3 = T4 = (50+N° de mes)°C = 324 °K P4 = 300+N° demes= 301 KPa
R = 0.287 KJ/Kg-°K
K = 1.4

Diagramas

Para hallar la presión máxima del ciclo, para el gas ideal del aire tenemos que:

P1 (V1)K=P4( V4)K
P1P4=T1T4KK-1
(Continuación)P1=P4T1T4KK-1
P1=301 KPa1134.7 °K324 °K1.41.4-1
P1 = 24195.94 KPa es la presión máxima.

Se busca la eficiencia o rendimiento
ηco=WnQH=1-TLTH=1-QLQH
ηco=1-324 °K1134.7 °K =1- .28553=.7144=71.44%

Para hallar QH:
ηco=WnQH
QH=Wnηco=.5Kj.7144= .6998 KJ es el calor suministrado

Se busca QL o calor rechazado
Wn=QH-QL
QL=QH-Wn= .6996 KJ- .5 KJ= 0.1996 KJ es el calor rechazado

Parahallar la masa del aire dentro del cilindro:
si Δs1-2=Δs3-4 entonces:
QL=TLS4-S3=TLΔs3-4
Δs3-4=-mRlnP4P3=-m.2870ln301 KPa150.5 KPa=-(m).198933KJKg*°K

0.1996 KJ=327 KPa(m).1989KJKg*°K
La masa:m=0.1996 KJ65.04 KJKg
m=0.003068 Kg
La eficiencia es igual:
ηcc=0.7146=71.44 %

El - Δs3-4:
Δs3-4=-mRlnP4P3
Δs3-4=-(0.003068 Kg).2870ln301 KPa150.5 KPa=-(0.003068 Kg).1989KJKg*°KΔs3-4=-.000610225 KJK

PROBLEMA 2. TAREA 2
Un ciclo diesel de aire estándar opera con una relación de compresión rc=13.6+N° de mes4 y una relación de cierre de admisión rca=2 . Al comienzo de la...