8/16/2019 Problemas Cengel Unidad 2

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3-5C: ¿Por qué la temperatura y la presión son propiedades interdependientes enla región de vapor húmedo?Porque no se puede modificar una sin modificar la otra, pues si una cambialas dos lo hacen.3-11C: e sa!e !ien que el aire "aliente en un am!iente #r$o su!e% &hora imagine

una me'"la "aliente de aire y gasolina( en la parte superior de un re"ipiente "ongasolina% ¿Cree usted que esta me'"la su!e en un am!iente m)s #r$o?Debido a que la densidad de la gasolina es mucho mayor que la del aire, lagasolina tendrá un peso específico mayor, por lo tanto, es más probable quepermanezca en el recipiente a que suba a un ambiente más frío, no importaque se mezcle con aire caliente.3-1*C: ¿+ué es la "alidad? ¿,iene algún signi#i"ado en la región de vapor so!re"alentado?Es el porcentaje de humedad en el vapor saturado. o tiene ning!nsignificado en el vapor sobrecalentado, pues para sobre calentar el vapor sedebe tener una calidad de "##$.3-3: .egrese al pro!lema 3-% /se el programa 00 u otro2 para determinar laspropiedades del agua que #altan% .epita la solu"ión para los re#rigerantes 13a(( y para amonia"o%%e resuelve por medio de soft&are.3-40: Complete esta ta!la para el re#rigerante 13a:

', () P, Psia h, *tu+lbm Descripci-n defase

/.01 0# 20 #./ 3ezclasaturada

"/ 41.2/1 4.14 #. 3ezcla

saturada"# 2# "/.5/ 6 7íquidocomprimido

"# "0# "41.8 6 9apor  sobrecalentad

o

""# ""." ""2.45 ".# 9apor saturado

 3-35: /n "ontenedor de 4 m3 se llena "on 3 6g de re#rigerante 13a a 1 7C%¿Cu)l es la entalp$a espe"$#i"a del re#rigerante 13a en el "ontenedor?El volumen específico es:

v=V m=   9m

3

300kg=0.03 m

3

kg

;sando la tabla

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 x=v−vf 

v fg=

(0.03−0.000793 ) m

3

kg

0.049403−0.000793m

3

kg

=0.6008 m

3

kg

h=hf + x∗hfg=65.43+ (0.6008 ) (190.73 )=180.02 kJ kg

3-1: ,res 6ilogramos de agua en un re"ipiente e8er"en una presión de 1 6Pa( ytienen 5 7C de temperatura% ¿Cu)l es el volumen de este re"ipiente?El volumen específico del agua, determinado por la presi-n y temperaturadadas en el problema, de tabla 4.8#4m5 +?gEntonces:

V =mv=(3kg )(2.4062

m3

kg )=7.22m

3

3-*: 9ediante una estu#a elé"tri"a se hierve agua a 1 atm de presión( en una ollade a"ero inoida!le "on 5 "m de di)metro interior% e o!serva que el nivel delagua !a8a 1 "m en 5 min; "al"ule la tasa de trans#eren"ia de "alor a la olla%%e obtienen las propiedades del agua a " atm-sfera de presi-n a "##(= son,de tabla 44/./?@+?gvf >#.##"#85m

5 +?g

masaevaporada :me=ve

v f =

(π ∗r2 ) Lv f 

=

π (.125m )2 (0.1m )

0.001043 m

3

kg

=4.704 kg

masa evaporada porunidad de tiempo :met =me

∆ t =

4.704 kg

45∗60 s=0.001742

 kg

s

Entonces:

Q=(met  ) (h fg)=(0.001742 kgs )(2256.5 kJ kg )=3.93 kw

56/5: /n dispositivo de "ilindro-ém!olo "ontiene %5 m3 de agua l$quida y %4m3 de vapor de agua( en equili!rio a

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!2 Cal"ule la temperatura #inal%"2 >etermine el "am!io de volumen%De tabla

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5622:  .egrese al pro!lema 3-*#.402?Pam5 +?gB|¿|= Patm+ Pman=210+100=310kPa

 P¿

 P2=

T 2

T 1 P

1=

323 K 

298 K  (310kPa)=336kPa

∆ P= P2− P1=336−310=26 kPa

7a cantidad de aire que necesita ser eliminada es:

m1=

 P1

V 

 R T 1=

  (310kPa) (0.025m3 )(0.287 kPam3/kgK ) (298 K  )

=0.0906 kg

m2=

 P1V 

 R T 2=

  (310kPa) (0.025m3 )(0.287 kPam3/kgK ) (323 K  )

=0.0836 kg

∆ m=m2−m

1=0.0906−0.0836=0.0070 kg

3-=4: Cal"ule el volumen espe"$#i"o del vapor de re#rigerante 13a a %4 9Pa y *7C( "on !ase en la e"ua"ión del gas ideal%De tabla

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v= RT 

 P  =

(0.08149 kPam3/kgK ) (343 K )(900kPa)

  =0.03105m

3

kg