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Curso TERMODINMICA Facultad Ingeniera Asunto Prctica de

Aula

Docente Ing. Danny Zelada M. Carrera Ingeniera Industrial, Ingeniera

Agroindustrial N 1

Unidad I Tema Definiciones previas: Variables de

Proceso, Temperatura y Presin Tipo Aplicaciones

SEMESTRE: 2015-2

Estudiante: ______________________________________________________________ Fecha: ____________

MAGNITUDES DIVERSAS: (densidad, densidad relativa = gravedad especfica, presin)

1. La gran inundacin de melaza en Boston ocurri el 15 de enero de 1919. En ella, 2,3 millones de galones de

melaza cruda fluyeron de un tanque de almacenamiento de 30 pies que se rompi, dando muerte a 21 personas

y lesionando a otras 150. La gravedad especfica estimada de la melaza cruda es 1,4. Qu masa de melaza

haba en el tanque en lbm y cul era la presin en el fondo del tanque en (psi)? Indica dos posibles causas de la

tragedia.

Rpta: m= 2,69x107 lbm; P=32,9 psi

(Patm= P0= 14,7 psi = 14,7 lbf/in2; g= 32,174 ft/s2; 1 lbf =32,174 lbm.ft/s2; 1ft= 12 in; H2O= 62,4 lbm/ft3; 1ft3= 7,481

gal)

2. El tanque de combustible de un automvil tiene una capacidad de 0,095 m3. Si se llena de gasolina, cuya

gravedad especfica es de 0,68, cul sera el peso de sta?

PRESIN:

3. La parte superior de un tanque de agua est dividida en dos

compartimientos, como muestra la figura. En un

compartimiento se vierte lquido de densidad desconocida, y

el nivel de agua sube cierta cantidad en el otro

compartimiento, para compensar este efecto. De acuerdo

con las alturas finales de lquido que muestra la figura, calcula

la densidad de lquido agregado. Suponer que el lquido no se

mezcla con agua.

Rpta: 562,5 kg/m3

(H2O=1000 kg/m3)

4. En una cmara de vaco hay una presin de 268,2 kPa. Exprese la presin en mm Hg y en pulg de agua.

Logros especficos:

Aplica las definiciones de las diversas magnitudes a la solucin de problemas cercanos a la realidad.

Interpreta la presin como variable de proceso y aplica su definicin a la solucin de situaciones problemticas relacionadas con la industria.

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5. Se mide la diferencia de presin entre un tubo de

aceite y uno de agua con un manmetro de doble

fluido, como se muestra en la figura. Para las alturas y

las gravedades especficas dadas de los fluidos calcula

la diferencia de presin .

Rpta: 27,8 kPa

6. La mitad inferior de un recipiente de 10 m de altura cilndrica se llena con agua

(=1000 kg / m3) y la mitad superior con aceite que tiene una gravedad especfica

de 0,85. Determinar la diferencia de presin entre la parte superior y la parte

inferior del cilindro.

7. Medicin de la presin con un manmetro de varios fluidos El agua en un recipiente se presuriza con aire y la presin se mide por medio

de un manmetro de varios fluidos, como se muestra en la figura. El

recipiente se localiza en una montaa a una altitud de 1 400 m donde la

presin atmosfrica es 85,6 kPa. Determina la presin del aire en el

recipiente si h1= 0,1 m, h2= 0,2 m y h3= 0,35 m. Tome las densidades del agua,

aceite y mercurio iguales a 1 000 kg/m3, 850 kg/m3 y 13 600 kg/m3,

respectivamente.

Rpta: 130 kPa

TEMPERATURA:

8. El punto de ignicin de un aceite de motor es 363 F. Cul es la temperatura

absoluta de punto de ignicin en K y R?

9. Un trozo de carbn vegetal que estaba inicialmente a 180 F experimenta una disminucin de temperatura de

120F. Exprese este cambio de temperatura en grados Celsius. Cul es la temperatura final en la escala Celsius?

10. Se va a cargar un reactor qumico con 1000 kg de acetato de butilo,

que tiene una densidad de 0,8826 kg/L. Este producto se toma de

un tanque que tiene un dimetro de 10 m (100 dm) y est lleno,

inicialmente hasta 5 m de altura. El producto se bombea desde el

tanque al reactor con una bomba centrfuga. La bomba tiene un

caudal de 20 galones por minuto (75,6 L/min)

Calcular:

a) Qu altura bajar el nivel del producto en el tanque al terminar la carga?

b) Cunto tiempo tomar la bomba en cargar el reactor?

AB PPP

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FACTORES PARA LA CONVERSIN DE UNIDADES

Cantidad Valores equivalentes

Masa 1 kg = 1000 g = 0,001 toneladas mtricas = 2,20462 lbm = 35,27392 oz

1 lbm = 16 oz = 5 x 10-4 ton = 453,593 g = 0,453593 kg

Longitud 1 m = 100 cm = 1000 mm = 106 micras (m) = 1010 angstroms (A) = 39,37 pulg

= 3,2808 pies = 1,0936 yardas = 0,0006214 millas

1 pie = 12 pulgadas = 1/3 yardas = 0,3048 m = 30,48 cm

Volumen 1 m3 = 1000 L = 106 cm3 = 106 mL = 35,3145 pies3 = 220,83 galones imperiales

= 264,17 galones = 1056,68 cuartos de galn

1 pie3 = 1728 pulg3 = 7,4805 galones = 0,028317 m3 = 28,317 L = 28 317 cm3

Fuerza

1 N = 1kg . m/s2 = 105 dinas = 105 g . cm/s2 = 0,22481 lbf

1 lbf = 32,174 lbm . pies/s2 = 4,4482 N = 4,4482 x 105 dinas

Presin

1 atm = 1,01325 x 105 N/m2 (Pa) = 101,325 kPa = 1,01325 bar

= 1,01325 x 106 dinas/cm2 = 760 mm de Hg a OC (torr)

= 10,333 m de H2O a 4C = 14,696 lbf/pulg2 (psi)

= 33,9 pies de H2O a 4C = 29,921 pulgadas de Hg a 0C

Trabajo

1 J = 1 N . m = 107 ergs = 107 dinas . cm = 2,778 x 10-7 kW . h = 0,23901 cal

= 0,7376 pies-lbf = 9,486 X 10-4 Btu

Potencia

1 W = 1 J/s = 0,23901 cal/s = 0,7376 pies . lbf/s = 9,486 X 10-4 Btu/s

= 1,341 x 10-3 hp