ejercicios de trabajo para sistemas cerrado 3

8/17/2019 Ejercicios de Trabajo Para Sistemas Cerrado 3

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EJERCICIOS DE TRABAJO PARA SISTEMAS CERRADO

1) Ejercicio 33 - página 112 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n ci*in"ro con A ,./12c#2

. e%$á pro0i%$o "e "o% pi%$one% e* %!perior .con MP1,1//g. "e%can%a inicia*#en$e %ore *o%%opor$e% 4E* pi%$&n inerior con MP2, /g. %e enc!en$ra %ore2g "e ag!a a#o% pi%$one% e%$án conec$a"o% por !nre%or$e 5!e %e enc!en$ra en e* 0ac6o 4 C!an"o e* pi%$&ninerior "e%can%a %ore e* on"o. *a !er7a "e* re%or$e e%cero c!an"o e* pi%$&n inerior c8oca con *o% %opor$e% e*0o*!#en e% "e /43 #3 4E* ag!a. 5!e inicia*#en$e e%$á a 9/Pa. ' ,/4//2/: #3 %e ca*ien$a 8a%$a 0apor %a$!ra"o4

a) enc!en$re *a $e#pera$!ra inicia* *a pre%i&n 5!e *e0an$ara a* pi%$&n %!perior4

) enc!en$re e* $raajo 5!e rea*i7a e* ag!a4

So*!ci&n;

Da$o%;

Ac , 4/12#2

M1pi%$on , 1//43?


2/28

-8a**an"o *a pre%i&n na*;

P , Pa Ppi%$&n

P , 1/1


3/28

SegHn *a $a*a "e pre%ione% a /41 MPa. $ene#o% 5!e ¿1.6940m3/ Kg

!ego a 29oC e* ag!a e% !na #e7c*a "e *i5!i"o 0apor %a$!ra"o. "on"e;

Pna*,341:? Pa. a"e#á%4 υ ,/4//1//3 #3g υg,14:?> (m3/kg)

K,−uf

❑g−❑f ,1.694−0.00100343.36−0.001003 ,/4/3?

A* cerrar%e *a% 0á*0!*a% "e en$ra"a %a*i"a en e* c!ar$o e* 0o*!#en no 0ar6a encon%ec!encia

, ∫dW = P∫dV =0

3) Ejercicio 2> - página 11/ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n conj!n$o "e pi%$&n ci*in"ro con Aci*in"ro,/4/1 m2

Mp , 1/1 g con$iene 1g "e ag!a a 2/c con !n

0o*!#en "e /41 m3

4 Inicia*#en$e e* pi%$on "e%can%a

%ore !no% %opor$e% %! %!percie %!perior e%$á aier$a a*a a$#o%era. Po FA 5! $e#pera$!ra %e "ee ca*en$ar e*ag!a para *e0an$ar e* pi%$&nG Si %e ca*ien$a a 0apor %a$!ra"o. %e enc!en$re *a

$e#pera$!ra na*. e* 0o*!#en e* $raajo 124

So*!ci&n;

Con%i"eran"o PO,1/1Pa

P H 2O= Po+ Mp∗g

área =101kPa+

(101kg)(9.81m /s2)

0.01m2

P H 2O=200.081kPa

!ego. %egHn $a*a;

A 2//4/@1 Pa e* ag!a e% 0apor %a$!ra"a a !na $e#pera$!ra "e 12/423oC

V final= M ∗ν g=1kg∗(0.8857 m3

kg )=0.8857m3


4/28

W =∫ dW =∫ PdV = P∫V i

V f

dV

W =200.081

kPa ∫0.1m30.9857 m

3

dV

W =200.081kPa∗(0.9857−0.1)∗m3

W =157.2kJ

>) Ejercicio 2@ - página 111 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

SegHn $a*a;

A 2/oC e* rerigeran$e e% R-13>L "on"e;

ν f =0.000817m 3/kg ν fg=0.035238m3/kg

En$once%;

M R−134= 0.005m

3

(0.000317+0.24∗0.035238 )∗m3/kg=5.4kg

A >/oC $ene#o% 5!e ν g=0.0200m3 /kg

V =5.4 kg∗0.0200m 3

kg =0.108m3

!ego;

A 13/oC e* R-13> e% 0apor %oreca*en$a"o. $a* 5!e a* in$erpo*ar *o% "a$o%re%!*$a 5!e *a pre%i&n na* e%; 14>9@MPa

En con%ec!encia;

W =∫ dW =∫ PdV =1.4758 MPa ∫0.05m

3

0.106m3

dV


5/28

W =1.4758 MPa∗(0.106−0.05)m3

W =85.6kJ

9) Ejercicio 23 - página 11/ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a

e"ici&n -'an*en)

Do% i*ogra#o% "e ag!a %e enc!en$ran "en$ro "e !n conj!n$o"e pi%$&n ci*in"ro con !n pi%$&n 5!e carece "e #a%a .%ore e*c!a* ac$Ha !n re%or$e *inea* *a a$#o%era e$erior4Inicia*#en$e *a !er7a "e* re%or$e e% cero P1,Po,1//Pa

con !n 0o*!#en "e /42 m3

4Si e* pi%$&n j!%$a#en$e ro7a *o%

%opor$e% %!periore% e* 0o*!#en e% "e /4@ m3

T ,

://c 4A8ora %e agrega ca*or 8a%$a 5!e *a pre%i&n a*can7a 142MPa 4Enc!en$re *a$e#pera$!ra na* .repre%en$e e* "iagra#a P N' enc!en$re e* $raajo 5!e %erea*i7a "!ran$e e* proce%o 4

So*!ci&n;

Piniial= Po=100 kPa

V iniial=0.2m3

V final=0.8m3 a600o !

Pfinal=1.2 MPa

M H 2 O=2.00 kg

Sae#o% 5!e a ://oC e* ag!a e% 0apor %oreca*en$a"o. "on"e;

ν=

V

M =

0.8m3

2kg =0.4

m3

kg

SegHn $a*a; a* in$erpo*ar *o% "a$o% re%!*$a 5!e Pfinal=1.00327 MPa

Por o$ro *a"o;


6/28

P H 2O= Po+ F resor"e

area = Po+

k

A2 V = Po+"eV

C!an"o; 1003.27 kPa=100kPa+"e∗0.8m3

C$e,112?41


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EJERCICIOS DE TRASQORMACIOES O PROCESOSPARA SISTEMAS ABIERTOS

1) Ejercicio ? - página 1/@ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

E* conj!n$o "e pi%$&n ci*in"ro 5!e %e #!e%$ra en *a

g!ra. con$iene "i&i"o "e carono a 3//Pa 1//oC con!n 0o*!#en "e /42 #34 Se a"iciona #a%a con !na rapi"e7$a* 5!e e* ga% %e co#pri#e "e ac!er"o con *a re*aci&nP'142,con%$an$e 8a%$a !na $e#pera$!ra na* "e2//oC4De$er#ine e* $raajo rea*i7a"o "!ran$e e* proce%o4

So*!ci&n;

PV

# ="e$

De* "a$o; PV 1.2="e$ 44(1)

P[# P ]1.2

="e$

# 1.2

P0.2="e$

!ego;(100+273.15)1.2

3000.2

= (200+273.15 )1.2

P final0.2

Pfinal0.2 =1246.85 kPa

En$once%. "e *a ec!aci&n (1)


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300kPa∗(0.2 )1.2=1246.85kPa∗V final1.2

V final1.2 =0.061m3

En con%ec!encia;

W =∫ dW = Pfinal V final− P iniialV iniial

1−1.2=

(1246.85 ) (0.061 )−(300)(0.2)−0.2

W duran"eel proeso=−80.4kJ

2) Ejercicio 11 - página 1/? (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n ga% 5!e %e enc!en$ra inicia*#en$e a 1 MPa 9//oC e%$a con$eni"o "en$ro"e !n conj!n$o "e pi%$&n ci*in"ro con !n 0o*!#en inicia* "e /41 # 34 Acon$in!aci&n e* ga% %e epan"e *en$a#en$e "e ac!er"o con *a re*aci&n P',c$e4=a%$a a*can7ar !na pre%i&n na* "e 1//Pa4 De$er#inar e* $raajo para e%$eproce%o4

Pfinal V final= Piniial V iniial

V final= PiniialV iniial

P final=

1.0∗106∗0.11.0∗105

=1.0m3

!ego;

W =∫ dW =∫ PdV =∫ V

dV = P1V 1 ∫V iniial

V final1

V dV

W =(1.0∗106 N

m2)(0.1m3) ln( 1.00.1 )

W =230.26 kJ

3) Ejercicio 3/ N página 112 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n ci*in"ro 0er$ica* $iene !n pi%$&n "e ?/g %!je$o por !n perno. e* c!a* re$ienea 1/ *$4 "e R-22 a 1/C con ?/ "e ca*i"a" 4a pre%i&n a$#o%rica e% "e


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1//Pa e* área $ran%0er%a* "e* ci*in"ro e% "e /.//:#2 4 Sere$ira e* perno %e per#i$e 5!e e* pi%$&n %e #!e0a **eg!ea* repo%o con !na $e#pera$!ra na* "e 1/c para R-224

a) Enc!en$re *a pre%i&n e* 0o*!#en na*e%) Enc!en$re e* $raajo 5!e rea*i7a e* R-22

So*!ci&n;

Par$e a)

A* re$irar%e e* perno %e c!#p*e 5!e;

Pfinal ( R−22)= Po + Mp∗g

área =100kPa+

(90kg)(9.81)0.006

Pfinal ( R−22)=247 kPa

Por o$ro *a"o;

SegHn $a*a;

A 1//oC e* rerigeran$e e% 0apor %a$!ra"o. "on"e;

ν f =0.000800m3/kg ν g=0.033914 m

3/ kg en$once%;

νiniial=0.000800

m3

kg +(0.9

)(0.033914

m3

kg )

ν iniial=0.0313m

3

kg

M iniial=

0.01m3

0.0313 m 3

kg

=0.3194 kg

En$once% %egHn *a $a*a "e pre%ione% a 1/oC;


10/28

0.20 MPa 0.131286m3/kg

0.247 MPa %

0.25 MPa 0.104022m3/kg

A* in$erpo*ar re%!*$a; ν final=0.1056 m3

kg

En con%ec!encia; V final=νfinal∗ M iniial=(0.1056m3/ kg)(0.3194 kg)

V final=0.0337m3=33.7


11/28

So*!ci&n;

Par$e a)

Por *e genera* "e *o% ga%e% i"ea*e%;

PV = M#R V = M#R P

!ego "e* "a$o;

PV 1.1="e P( MR# P )

1.1

="e

# 1.1

P0.1

="e

!ego;# iniial

1.1

Piniial0.1

=# final

1.1

Pfinal0.1

Pfinal0.1 = Piniial

0.1 ( # final1.1

# iniial1.1 )

Pfinal0.1 =(100kPa )0.1

(340

300 )1.1

Pfinal0.1 =124 kPa

Par$e )

Sae#o% 5!e %egHn $a*a

Tc(propano),3:?4@Pa Pc(propano),>429MPa

0.811 R&0.919

0.023& P R &0.029

Par$e c)


12/28

Sae#o% 5!e

Piniial❑

# iniial1.1 = Pfinal

❑# final

1.1

V final=V iniial e

ln❑1.1

(

P final

P iniial

)=5e1.15295

V final=15.84


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1.986 al

mol k =

8.313 J

mol k

EJERCICIOS DE PRIMER PRICIPIO PARA SISTEMASCERRADOS

1)Ejercicio 2 - página 1@ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

a $ran%erencia "e ca*or a* en$orno "e !na per%ona 5!e %e enc!en$ra en

repo%o e% "e aproi#a"a#en$e >// kJ /' $ S!ponga 5!e e* %i%$e#a "e

0en$i*aci&n a**a en !n a!"i$orio con 1// per%ona%4

a) Fc!án$o a!#en$ara *a energ6a in$erna "e* aire en e* a!"i$orio "!ran$e *o%pri#ero% 1/ #in4 De%p!% "e *a a**a "e* %i%$e#a "e 0en$i*aci&nG

) Si %e con%i"era co#o #a%a "e con$ro* e* a!"i$orio $o"a% *a% per%ona%"en$ro "e e* .FC!án$o ca#ia *a energ6a in$erna "e e%$a #a%a "e con$ro*GFCo ep*ica e* 8ec8o "e 5!e a!#en$e *a $e#pera$!ra "e* aireG

So*!ci&n;Par$e a)

Sea e* a!"i$orio. en$once% 12,/

Por *a pri#era *e "e *a $er#o"iná#ica


14/28

d(=dW +d) =d) 400kJ

' =

d)

d#

En $,1/#in %e $en"rá 5!e;

∫0

10min 400kJ

60mind" =∫ d) =∆ )

∆ ) =400kJ

60min " 0

10min=400kJ

60min∗10min=66.67 kJ

Par$e )

Sae#o% 5!e 12Uper%ona,>//J8

En$once%;

12U1//per%ona%,>////J8,:::4:J#in

En con%ec!encia por *a pri#era *e "e *a $er#o"iná#ica

∆) =666.67∗10=6666.7 kJ

2) Ejercicio 11 - página 1@/ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n-'an *en)

+n ci*in"ro "e pr!ea con 0o*!#en con%$an$e /41 *$4 Con$iene ag!a a *a$e#pera$!ra "e* p!n$o cr6$ico4 A8ora %e enr6a 8a%$a $e#pera$!ra a#ien$e "e2/c 4Ca*c!*e *a $ran%erencia "e ca*or "e%"e e* ag!a4

So*!cion;

SegHn $a*a 3>41>oC

ν f =νg=0.003155m3/ kg

*f = *g=2029.6 kJ /kg

En$once% *iniial=20296 kJ /kg

Por o$ro *a"o a 2/oC e% !na #e7c*a "e *65!i"o 0apor %a$!ra"o "on"e;

ν f =0.001002m3/kg ν g=57.46m

3/kg


15/28

*f =83.95 kJ

kg *g=2319kJ /kg

!ego ; 0.003155=0.001002+ % (57.79−0.001002)

K,349:U1/-9

En$once%;

*final=83.95+3.7256∗10−5 (2319 )=84.036

kJ

kg

En con%ec!encia

12, V2- V112, V2- V1

12,M(Vna*- Vinicia*)

1(2=0.1∗10−3

0.003155∗(84.036−2029.6)

12,-:14:J

3)Ejercicio 29 - página 1@2 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an

*en)Sea !n conj!n$o "e pi%$&n ci*in"ro %ore e* pi%$&n ac$Ha *a pre%i&na$#o%rica e$erior *a #a%a "e* pi%$&n a !na pre%i&n "e 19/ Pa. co#o %e#!e%$ra en *a g!ra4 E* ci*in"ro con$iene ag!a a -2 C. 5!e "e%p!% %e ca*ien$a8a%$a 5!e %e con0ier$e en 0apor %a$!ra"o4 De$er#ine *a $e#pera$!ra na* e*$raajo *a $ran%erencia "e ca*or e%pec6co% para e* proce%o4

So*!ci&n;

SegHn $a*a "e %o*i"o %a$!ra"o a -2oC

ν f =1.0905∗10−3

m3/kg *iniial=−337.62

kJ kg

W "e %egHn $a*a "e pre%ione% "e 0apor %a$!ra"o

# f =11.37 m

3

kg + ν f =

1.1593∗m3

kg + *g=2519.7

kJ

kg


16/28

W

m =173.7 kJ /kg

Por pri#era *e "e *a $er#o"iná#ica

, M(Vna*- Vinicia*)

M, Vna*- Vinicia*M

M,291?4334:2134

M,3/314/2 Jg

>) Ejercicio 1: - página 1@1 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+na o$e**a "e acero cerra"a con$iene a#on6aco a -2/ C. , 2/ e*

0o*!#en e% /./9 #34 Tiene !na 0á*0!*a "e %eg!ri"a" 5!e %e are a !na pre%i&n"e 1.> MPa4 Por acci"en$e. *a o$e**a %e ca*ien$a 8a%$a 5!e %e are *a 0á*0!*a "e%eg!ri"a"4 De$er#ine *a $e#pera$!ra *a $ran%erencia "e ca*or c!an"o *a0á*0!*a %e are por pri#era 0e74

So*!ci&n;

Pi,1?/422Pa ν f =0.001504 m3/kg ν fg=0.6222

m3

kg + *f =89.7

kJ

kg

*f =1329.3

kJ

kg

νiniial=0.001504+0.2∗0.6222=0.126m3/kg

'iniial=89.7∗0.2∗1329.3=355.56 kJ /kg

*iniial=335.56−190.22∗0.126=331.6 kJ

kg

E* a#oniaco a 14>MPa e% 0apor %oreca*en$a"o

Don"e νiniial=ν final=0.126m3/kg a* in$erpo*ar re%!*$a;

'final=1680.9 kJ /kg


17/28

En$once%;

*final=1504.5 kJ

kg

En con%ec!encia por *a pri#era *e "e *a $er#o"iná#ica

12,+2-+112

12,M(Vna*- Vinicia*),V

ν ( *final− * iniial)=

0.05

0.126(1504.5−331.6)

12,>:94>>J

Para $e#pera$!ra

100

o

! 0.1216m3

/kg# 0.126m

3/kg120

o! 0.1297m

3/kg

In$erpo*an"o re%!*$a Tna*,11/4@9oC

9)Ejercicio 1? - página 1@1 (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n ci*in"ro 0er$ica* e5!ipa"o con !n pi%$&n con$iene 9 g "e R-22 a1/ C. co#o %e #!e%$ra en *a g!ra4 Se $ran%ere ca*or a* %i%$e#a.*o 5!e 8ace 5!e e* pi%$&n %e e*e0e 8a%$a 5!e **ega a !n gr!po "e$ope%. p!n$o en e* c!a* %e 8a "!p*ica"o e* 0o*!#en4 Se $ran%ereca*or a"iciona* 8a%$a 5!e *a $e#pera$!ra en e* in$erior a*can7a 9/C. p!n$o en e* c!a* *a pre%i&n "en$ro "e* ci*in"ro e% 1.3 MPa4

a)FC!á* e% *a ca*i"a" en e* e%$a"o inicia*G) Ca*c!*e *a $ran%erencia "e ca*or para e* proce%o g*oa*4

So*!ci&n;

Par$e a)

SegHn $a*a a 1/oC

0 ,/4///@//#3g 0g,/4/33?1> #3g

a 9/oC a 143MPa

0,/4/2/19 #3g en$once% 'na*,/4/2/19U9,/41#3


18/28

!ego; 'inicia*,/412,/4/9#3

En$once%; *iniial=ν f + % ν fg

"on"e %e "e%peja %a*e ,/421

Par$e )

SegHn $a*a

Pinicia*,/4:@/MPa 'inicia*,/4/9#3 'na*,/41#3

En$once%

W =∫ dW = P (V final−V iniial )=680.7∗(0.1−0.05)

W =34.035 kJ

A"e#á% por $a*a

8 ,9:4>:3Jg 8g,1?:4?:/ Jg

en$once%

Vincia*,(/421U1?:4?:/9:4>:3)-:@/4U/4/1

Vincia*,2>@42Jg

en con%ec!encia por *a pri#era *e "e $er#o"iná#ica

12,+2-+112X

12,9U(2>@42-1/34/3)3>4/39

12,9?4@@9J


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EJERCICIOS DE PRIMER PRICIPIO PARA SISTEMASABIERTOS

1)Ejercicio ?9 - página 1?@ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

Do% g "e ag!a a 9//Pa 2/oC %e ca*ien$a en !n proce%o a pre%i&n con%$an$e8a%$a1//oC4 "e$er#ine *a #ejor e%$i#aci&n "e *a $ran%erencia "e ca*or

So*!ci&n;

"on"e A1,A2

inicia*#en$e ag!a a9//Pa 2/oC "on"e8e,@34?:Jg

na*#en$e a 9//Pa 1//oC 8%,:>49:4:Jg

´(v $ + ḿ('3+ 12 g '1+1V e2)=m ('s+ g '2+1/2V s2)+W v $

Por con$!ni"a" A1'e,A2'%

'e,'% 8e,8%

´(v $=ḿ (' s−'e)

(= M ('s−'e )=2(6456.6−83.96)

,124>MJ

2)Ejercicio ?3 - página 1?@ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

En !n %i%$e#a "e irrigaci&n %e !$i*i7a !na o#a "e ag!a pe5!eYa4 a o#a$o#a ag!a "e !n r6o a 1/ C 1// Pa. a ra7&n "e 9 g%4 a *6nea "e %a*i"aen$ra a !na $!er6a 5!e %e e*e0a 2/ # por arria "e *a o#a "e* r6o. "on"ee*4 ag!a corre a !n cana* aier$o4 S!ponga 5!e e* proce%o e% a"iaá$ico 5!ee* ag!a per#anece a 1/ C4 De$er#ine e* $raajo "e o#a 5!e %e re5!iere4

So*!ci&n;


20/28

E* proce%o e% a"iaá$ico en$once%

Te,T%,1/oC

En$once% 8e,8%

!ego %e c!#p*e 5!e

ḿ'=ḿ '+ḿ g'+ Ẃ

Ẃ = ḿ g'1000

=−5∗9.81∗20

1000

´W =−0.98 kW

3) Ejercicio ?@ - página 1?@ (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

En !n genera"or "e 0apor %e a*i#en$a ag!a *65!i"a co#pri#i"a a 1/ MPa 3/C. 5!e en$ra a !n $!o "e 3/ ## "e "iá#e$ro a ra7&n "e 3 *%4 De* $!o %a*e0apor a ? MPa >// C4 De$er#ine *a ra7&n "e $ran%erencia "e ca*or a* ag!a4

So*!ci&n;

Pe,1/MPa

Te,3/oC

'e,3*%

P%,?Mpa

T%,>//oC

A"e#á% e* "iá#e$ro "e* $!o ,3/##

SegHn $a*a 1/Mpa 3/oC

8i,8%,13>4@99Jg 0 ,/4//1#3g

a ?Mpa >//oC

8i,8%,3114@Jg 0 ,/42??3#3g

por o$ro *a"o por con$!n!i"a"

ḿ vi= V́ e= A∗V e


21/28

V e=V́ e

A =

0.003

,

4(0.03)2

=4.244m / s

Por $an$o V s=m v

f

A =127m/s

Co#o 5!e encon$ra#o% en e* proce%o a rpe. %e c!#p*e 5!e;

(́+ ḿ('e + 12V e2 )=('s+ 1

2V s2 )+ Ẃ

(́=3(3117.8+1

2∗1272−134.855−

1

2∗4.2442)

(=8973kJ / s

>)Ejercicio @ - página 1?: (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

E* co#pre%or "e !na gran $!rina "e ga% recie "e* a#ien$e a ?9 Pa 2/ C.con aja 0e*oci"a"4 En *a "e%carga "e* co#pre%or. e* aire %a*e a 1.92 MPa >3/C. con !na 0e*oci"a" "e ?/ #%4 a en$ra"a "e po$encia a* co#pre%or e% "e9/// 4 De$er#iZne e* !jo #á%ico "e aire a $ra0% "e *a !ni"a"4

So*!ci&n;

!ego;

En !n co#pre%or en !n proce%o a RPQE. %e c!#p*e 5!e;

12,/ en$once%

M aire 'iniial=maire ('final+ 12 V s2)−W


22/28

M aire= W

('f −'i+1

2V s

2)

Ree#p*a7an"o re%o*0ien"o

M aire=11.69 kg / s eac$a#en$e

9) Ejercicio 1/3 - página 1?? (!n"a#en$o% "e $er#o"iná#ica-2"a e"ici&n -'an*en)

+n "e%oreca*en$a"or #e7c*a 0apor "e ag!a %oreca*en$a"o con ag!a *65!i"aen !na re*aci&n $a* 5!e pro"!ce 0apor "e ag!a %a$!ra"o %in ning!na$ran%erencia "e ca*or e$erna4 A !n "e%oreca*en$a"or en$ra en !jo "e /.9g% "e 0apor %oreca*en$a"o a 9 MPa >// C !n !jo "e ag!a *65!i"a a 9

MPa >/ C4 Si %e pro"!ce 0apor "e ag!a %a$!ra"o a >.9 MPa. "e$er#ine e*ca!"a* "e ag!a *65!i"a4

So*!ci&n;

#1,/49g% Pe,9MPa >//oC

por $a*a%

01inicia*,/4/9@1#3 81inicia*,81en$ra"a,31?94Jg

02inicia*,/4//1//9:#3 82inicia*,82en$ra"a,114?Jg

na*#en$e %eg!n $a*a a >49MPa

03na*,/4/4>>:1#3 83na*,83%a*i"a,2?4@9g

por con$in!i"a" ḿ3=ḿ2+ḿ1

´(v $ + ḿ1'1+ ḿ2 '2= ḿ3 '3+W v$

De%pejan"o ḿ2 ree#p*a7an"o "a$o%

ḿ2=0.0757m3/kg

En con%ec!encia; Ca!"a*, V́ 2= ḿ2 v2 iniial=0.0757∗0.0010056=7.618∗10

−5m

3/kg


23/28

EJERCICIOS DE CAPACIDADES CAORIQICAS

1) Ejercicio 1-1@ N página 31 (Ter#o"iná#ica-:ra E"ici&n-!r$ C4 Ro**e)

Ca*c!*e e* área "eajo "e *a c!r0a "e *a g!ra en$re T,1/oC 1//oC

So*!cion;

∆ ) =

∫!

vd" =

∫10

100

(3.5+0.01# ) d# =(3.5# +0.01# 2)10

100

∆ ) =3.5∗90+0.01∗(110 )∗(90)

∆) =414 kJ /kg


24/28

2) Ejercicio 1-22N página 32 (Ter#o"iná#ica-:ra E"ici&n-!r$ C4 Ro**e)

Con *o% %ig!ien$e% "a$o% ca*c!*e e* área ajo *a c!r0a "e !n "iagra#a T-Sen$re S,:4@ :4?: JgU4

So*!cion;

i 21 :4@ 3>// 23/92 >94?:@>2 :4@1 39// 23@39 >:43:1

3:4@3

1 3:// 2>9?14:>:4::29

:1

>

:4@

3 3// 29>3/41

>423@1

2?

9:4?/

> 3@// 2:23942>4::92

1:

::4?>

2 3?// 2/34@>@41?13

:> :4?: >/// 2@>/ >@4>>1:

[ >@4129?/

/1@/94

33/49>3

3


25/28

1 2 3 > 9 : 3///

32//

3>//

3://

3@//

>///

>2//

t-s

Ree#p*a7an"o *o% 0a*ore% "e *a%!#a$oria%

M,311413>@

,-1@/?/422

W,311413>@-1@/?/422

∆ ) =∫ ! v d" = ∫6.78

6.96

(3171.13487 %−18090.227 ) d# =¿

∆ ) =(3171.13487# 2−18090.227# )6.786.96

∆ ) =4586.6099 kJ / kg

3) Ejercicio 1-23N página 32 (Ter#o"iná#ica-:ra E"ici&n-!r$ C4 Ro**e)

Con *o% %ig!ien$e% "a$o% "e$er#ine e* área ajo *a c!r0a en !na graca $-%. en$re 9//oR @//oR4

So*!ci&n;

i 2

134>9

: 9// 12@114?>3?

3:

234@

? :// 2234>1>439:9

21

334?9

> // 2:4@194:3>1

1:

>>4//

2 @// 32/14:1:4/1:/

/>


26/28

9>4/1

1?// 3:/?4? 1:4/@@1

21

1?42

1239// 139@/4 >4/3@:

?@

Ree#p*a7an"o *o% 0a*ore% "e *a %!#a$oria%

/2//>//://@//

1///

t-s

M,:/94>::>?@

,-1:24>>>9

W,:/94>::>?@-1:24>>>9

∆ ) =∫ ! v d" = ∫3.456

4.011

(605.466498 %−162.4445 ) d# =¿

∆ ) =(605.466498# 2−162.4445# )3.4564.011

∆ ) =2419.00848151kJ / kg

>) Ejercicio >-1:. pag4 21:. (Ter#o"iná#ica #a E"ici&n. A!$ore%; W!ne%A4 cenge* Mic8ae* A4 Bo*e%)


27/28

+n ca*en$a"or "e re%i%$encia e*c$rica. "e 2 . %e %!#erge en 9 g "eag!a. %e encien"e per#anece encen"i"o 1/ #in4 D!ran$e e* proce%o. e*ag!a pier"e 3// J "e ca*or4 En$once%. e* a!#en$o "e $e#pera$!ra "e* ag!ae%a) /4> C

b) >341 Cc) 94> C d ) 14@ Ce) 1@/ CRESO+CI\;C , >.1@ ]J g441@ Jg _ C. 5!e "!ran$e e*ca*en$a#ien$o %e p!e"e ignorar e* ca*or per"i"o "e* ag!a4 En$once%. e*$ie#po 5!e $ar"a e* ag!a en **egar a *a $e#pera$!ra in"ica"a e%;a) 94? #in b) 43 #inc) 1/4@ #ind ) 1>4/ #ine) 14/ #in RESO+CI\;C , >.1@ ]J g4


28/28

]Ap*ican"o e* a*ance energ$ico "e* %i%$e#a Eîn-Eô!$ , "e^ proporciona]($ie#po U :/) U Pr"i"a ê-^ , %i%$e#a "+^ ]$ie#po en #in!$o%]%i%$e#a "+^ , # U C U (T2-T1) ]J]]A*g!na% %o*!cione% e5!i0oca"a% con errore% co#!ne%;]

Tie#po 1^ U :/ U pr"i"a ê-^ , # U C U (T2 T1) ]A"ici&n "e

$e#pera$!ra% en *!gar "e re%$ar] Tie#po 2^ U :/ U ê-^*o%% , C U (T2-T1) ]o !%ar en #a%a]

ejercicios de trabajo para sistemas cerrado 3

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