Solución EJEMPLOS

Solución EJEMPLOS
Ejemplo 6.1 Convierta 1 kcal/kg.K, a su equivalente en términos de
Btu/lbm.ºF.
Ejemplo 6.2 Convierta 100 psia a la unidad de presión SI, el pascal.
Ejemplo 6.3 Convierta a 1000 ºF a temperatura en grados Celsius.
Ejemplo 6.4 Una porción de 1 kg de una corriente de agua sale por la
parte inferior de un tubo de descarga con una velocidad de 2 m/s y cae 100
metros hasta un depósito inferior. ¿A qué velocidad llega al depósito?
Ejemplo 6.5 Se bombea agua desde un tanque de almacenamiento en
un tubo de 3.00 cm de diámetro interior a la velocidad de 0.001 m 3/s. Véase
figura 6.5.¿Cuál es la energía cinética específica del agua?
Ejemplo 6.6 Se bombea agua desde un recipiente hasta otro alejado
300 ft, como se muestra en la figura 6.6. El nivel del agua en el segundo
recipiente es 40 ft arriba del nivel del agua del primer recipiente. ¿Cual es
el incremento en la energía potencial específica del agua en Btu/lbm?
Ejemplo 6.7
Los cambios en la entrada de calor, que las naves
espaciales encuentran, constituyen una amenaza tanto para cualquiera de los
ocupantes como para los tableros de instrumentos. Si un satélite pasa
dentro de la sombra de la Tierra, el flujo de calor que recibe puede ser tan
pequeño como 10 % del que se recibe por la luz del sol directa. Considere el
caso en el que un satélite sale de la sombra de la Tierra y se calienta. Por
simplicidad seleccionamos sólo el aire en la nave espacial como el sistema.
Maneja 4.00 kg de aire a 20 ºC (el aire tiene una energía interna de 8.00 x
105 J/kg con referencia a las condiciones fijas de la información). La
energía de la radiación del sol entra en el aire como calor hasta que la
energía interna es 10.04 x 105 J/kg.
(a) ¿Cuánto calor se ha transferido al aire?
(b) Si alguna maquinaria en la nave hace 0.110 x 105 J de trabajo sobre
el aire dentro del mismo intervalo, ¿cuál sería la variación de su respuesta
para el incuso (a)?
Ejemplo 6.8 Se comprime aire desde 100 kPa y 225 K (condiciones en
las que tiene una entalpía de 498 kJ/kg) hasta 1000 kPa y 278 K (en las que
tiene una entalpía de 509 kJ/kg). La velocidad de salida del aire desde el
compresor es 60 m/s. ¿Cuál es la potencia requerida (en kW) por el
compresor si la carga es 100 kg/h de aire?
Ejemplo 6.9 Calcule el trabajo requerido por minuto para bombear 1 lb
de agua por minuto desde 100 psia y 80 ºF hasta 1000 psia y 100 ºF. La
corriente de salida está 100 ft arriba de la corriente de entrada.
Ejemplo 6.10 Un kilogramo mol de N2 se encuentra en un cilindro
horizontal a 1000 kPa y 20 ºC. Un pistón de 6 cm2 con una masa de 2 kg sella
el cilindro y se fija mediante un perno. Se saca el perno y el volumen de N 2
se duplica a la vez que el pistón se detiene de nuevo. ¿Cuál es el trabajo
realizado por el gas en este proceso?
Ejemplo 6.11 ¿Cuánto trabajo realiza 1 litro (1 dm3) de agua líquida
cuando se evapora de un recipiente abierto a 25 ºC?