Periodo Académico 2012-01

EXAMEN PARCIAL DE TERMODINÁMICA

GRUPO: IND5.1

1.- Problema (4 puntos )Formule para un sistema de saturación las diferentes relaciones termodinámicas, tomando en cuenta que el sistema es agua, referencia al sistema y dibuje el diagrama T-v, mostrando la calidad de las sustancia función de volumen especifico para el sistema propuesto.

Sabiendo que el volumen total del sistema es: ;

2.- Problema (4 puntos)Un cilindro aislado térmicamente cerrado por ambos extremos está provisto de un pistón sin rozamiento y conductor del calor, que lo divide en dos partes. Inicialmente el pistón está sujeto en el centro con 10-3 m3 de aire a 300 ºK y 2 x 105 Pa a un lado y 10-3 m3 de aire a 300 ºK y 105 Pa en el otro. Se suelta el pistón alcanzando el equilibrio de presión y temperatura en una nueva posición. Calcular la presión.

3.- Problema (4 puntos)En un horno se calienta un trozo de 300 gr de cobre y en seguida se deja caer en un calorímetro de 500 g de aluminio que contiene 300 g de agua. Si la temperatura del agua se eleva de 15ºC a 30ºC, suponga que en el sistema no se tiene perdida de calor. Determinar

a) La temperatura inicial del cobre.b) Qué cantidad de calor es necesario agregar a 20 gr de aluminio a 20ºC para fundir

completamente. Datos: CAl = 0,215 cal/gr. ºC, CH2O = 1 cal/gr.ºC, CCu = 0,0924 cal/gr.ºC

4.- Problema (4 puntos)En un estanque de agua se observa que sube una burbuja de gas desde el fondo sabiendo que tiene una profundidad de 4,2 metros y esta a una temperatura de 5 ºC y también se observa que en la superficie la temperatura del agua es de 12ºC. Determinar cuál es el cociente de diámetros (d2/d1) de la burbuja en los dos puntos.(Suponga que la burbuja de gas está en equilibrio térmico con el agua en los dos puntos).

Datos: Po= 1 atm= 101325 Pa, ρ =1025 kg/m3.

5.- Problema (4 puntos)El cilindro es usado para fines de reposición de refrigerante en los sistemas de refrigeración. En un día determinado la temperatura del medio ambiente es de 26 ºC. En el recipiente cilíndrico se tiene un volumen conocido de 150 Litros, en el se tiene un contenido de refrigerante R-12 de 10 kg. Admitir que el refrigerante dentro del cilindro está en equilibrio térmico con el medio ambiente. Determinar la masa del refrigerante en el estado líquido y en el estado de vapor.