PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 1 er PRACTICO DE TERMODINAMICA 1. Determine en qué estado se encuentra el agua en los siguientes casos: a) T: 143 °C P: 4,047 Kgf/cm2 v:0,01083 m3/kg b) T:171,82 °C v:0,0102m3/kg c) T:66°C v: 0,001020 m3/kg d) P:2,11 Kgf/cm2 v:0,858 m3/kg e) T:100°C v:0,055 m3/kg f) P:11,25 Kgf/cm2 T:150°C g) P:2,46 Kgf/cm2 T:135°C h) P:8,44 Kgf/cm2 v:0.250 m3/kg SISTEMA CERRADO CON LIMITE TERMODINAMICO FIJO 1. Un recipiente de 0,6m3 contiene 3500gr de una mezcla de agua y vapor en equilibrio a una presión de 5,46 Kgf/cm2. Calcular: a) La masa de líquido y la masa de vapor b) Volumen de líquido volumen de vapor 2. Un recipiente rígido de 1,8 m3 contiene vapor a 221°C. Un tercio del volumen está en fase liquida y el resto en forma de vapor. Determine: a) La presión del vapor b) La calidad c) La densidad de la mezcla 3. Un recipiente rígido con un volumen de 2,5 m3 contiene 15kg de una mezcla saturada liquido-vapor de agua a 72,36°C. El agua se calienta lentamente. Determine la temperatura la que el líquido en el recipiente se evapora por completo y además demuestre el proceso en un diagrama T-V 4. Un recipiente rígido contiene vapor de agua a 260°C y una presión desconocida. Cuando el recipiente se enfría a 153,12°C, el vapor comienza a condensarse. Estime la presión inicial 5. En un recipiente de 80 litros se tiene vapor saturado a 4,22 Kgf/cm2, este recipiente se deja enfriar hasta la presión de 1,033 Kgf/cm2. Determine la masa que ha condensado. 6. 1,4 kg de agua líquida saturada a 205°C se encuentra en un principio en un recipiente rígido. En este estado el agua ocupa el 25% del volumen y el aire el resto. Se suministra calor al agua hasta que el recipiente contiene solo vapor saturado. Determine: a) El volumen del recipiente b) La temperatura y presión final c) El cambio de energía interna 7. Un recipiente herméticamente cerrado con líquido y vapor a 32°C, están contenidos 0.4 kg de agua. El volumen de recipiente es de 0.5 m 3.determine: a) la composición en volumen y el titulo b) el recipiente se calienta muy lentamente hasta 82°C. determine el título o calidad DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. c) determine la presión a la cual el 100% se ha convertido en vapor saturado d) demuestre el proceso en P-V un recipiente de 1,2 m3 contiene una mezcla de líquido y vapor a una presión de 28,12 Kgf/cm2. Inicialmente el vapor ocupa el 85% del volumen y el líquido el resto. Se transfiere calor al medio hasta alcanzar en el recipiente una presión de 9,81 Kgf/cm2.detemine: a) la masa de líquido en las condiciones iniciales b) la masa de líquido para la presión de 9,81 Kgf/cm2 c) el calor proporcionado un recipiente rígido contiene volumen de 0.566 m3 y contiene vapor a una presión de 5.62 Kgf/cm2 y 260°C.se transfiere calor del vapor hasta que se vuelve vapor saturado. Calcule: a) la presión final b) grafica P-v un cilindro cerrado cuyo volumen es de 900 lts. Contiene líquido en 50% en volumen y vapor 50% en volumen a una temperatura de 32°C. calcular el título. En un recipiente de 300 lts se encuentra 1.7 kg de una mezcla de agua liquido-vapor en equilibrio a una presión de 5,46 Kgf/cm2 .calcular el título y los volúmenes ocupados por el vapor y el líquido. Se tiene un recipiente herméticamente cerrado que contiene una mezcla liquido-vapor a una presión de 1,033 Kgf/cm2. el título de la mezcla es de 0,3. Luego la presión aumenta hasta 4,712 Kgf/cm2. ¡Cual será el nuevo título? En un recipiente cerrado de 250lts se tiene 1,90 kg de una mezcla de agua líquida-vapor en equilibrio a una presión de 7,03 Kgf/cm2. Calcúlese: a) El titulo b) El porcentaje en volumen c) El recipiente se lo calienta hasta una temperatura de 216°C, encontrar el estado final. Un recipiente rígido contiene agua liquido-vapor a 2,11 Kgf/cm2 . determine las proporciones e volumen de líquido y vapor a tal presión necesarios para hacer que el agua pase por el estado crítico cuando se calienta. Un recipiente rígido y aislado contiene al inicio 1,4kg de agua liquido-vapor a 205°C. en este estado el agua ocupa el 25% del volumen y el reto lo ocupa el vapor, se encuentra una resistencia eléctrica colocada en el recipiente y se observa que después de 20 min este contiene vapor saturado. Determine: a) El volumen del recipiente b) La temperatura final c) Potencia nominal de la resistencia d) Grafico del proceso P-v En un recipiente rígido, bien aislado se tiene 5kg de una mezcla de agua saturada líquido vapor a 1,033 Kgf/cm2. Al inicio, tres cuartos de la masa están en la fase liquida. Una resistencia eléctrica colocada en el recipiente se conecta a una fuente de 110V; una corriente de 10 Am fluye por la resistencia una vez que se enciende el interruptor. DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 Determine el tiempo que tarda en evaporarse todo el líquido en el recipiente y muestre el proceso en un diagrama T-v con respecto a las líneas de saturación. 17. 0.908 kg de aire encerrado en un recipiente rígido y aislado, contiene una rueda de paletas. El estado del aire al inicio es de 2,11 Kgf/cm2 y 16°C. a) ¿qué cantidad de trabajo, debe transferir la rueda de paletas al aire, para que su presión aumente a 2,81 Kgf/cm2 b) Calcule la temperatura final 18. Un recipiente cerrado y rígido con tiene 9 kg de aire a una presión de 3,51 Kgf/cm2 27°C. luego se calienta el aire hasta que su presión se duplica. Determinar a) el volumen del recipiente b) la cantidad de calor transferido SISTEMA CERRADO CON LIMITE TERMODINAMICO MOVIL a) Cilindro - embolo 1. un dispositivo cilindro-embolo contiene 0,1 m3 de agua líquida y 0,9 m3 de vapor de agua en equilibrio a 8,44 Kgf/cm2. Se transfiere calor a presión constante hasta que alcanza 371°C. a) ¿Cuál es la temperatura inicial del agua? b) Determine la masa total del agua c) Calcule el volumen final d) Muestre el proceso en diagrama P-V 2. Un dispositivo cilindro embolo a un inicio contiene vapor a 35,15 Kgf/cm2, sobrecalentado en 29,5°C. El vapor pierde calor hacia el entorno y el embolo desciende hasta chocar con los topes, punto en el que el cilindro contiene agua líquida saturada. El enfriamiento continua hasta que el cilindro contiene agua a 205°C.Determine: a) Determine la temperatura inicial b) El cambio de entalpia por unidad de masa del vapor en el momento en el que el embolo alcanza los topes c) La presión final y la calidad si es que hubiese mezcla 3. Un dispositivo de cilindro embolo contiene inicialmente 0,7 m3 de vapor de agua saturado a 2,11 Kgf/cm2. Cuando se encuentra en este estado el embolo descansa sobre un conjunto de topes y la masa es tal que se requiere una presión de 2,81 Kgf/cm2 para moverlo. Se transfiere el calor lentamente hacia el vapor hasta que se duplica su volumen. Determine: a) La temperatura final b) El trabajo hecho durante el proceso c) La transferencia de calor 4. Un cilindro tapado con un embolo sin fricción que ejerce 7.03 Kgf/cm2 de presión, están contenido 3kg de agua a 16°C, se transmite calor al agua lentamente hasta que el embolo DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 5. 6. 7. 8. 9. llega al tope, el volumen dentro del cilindro es entonces 0,4m3 después se añade más calor al agua hasta que se convierte en vapor saturado. Calcular: a) La presión final b) El título en el instante en el que el embolo llega al tope c) Calcular el trabajo efectuado durante el proceso d) El calor trasferido e) Grafica P-v Una masa de 5kg de una mezcla de líquido y vapor de agua está contenida en un dispositivo cilindro embolo a 1,41 Kgf/cm2. Al inicio 3kg de agua están en la fase liquida y el resto en la de vapor. Se transfiere calor al agua, y el embolo que descansa sobre los topes, comienza a moverse cuando la presión interna alcanza 2,81 Kgf/cm2, la transferencia de calor continua hasta que el volumen total se incrementa en un 57%. Determínese: a) Masa de líquido y masa de vapor en el instante que el embolo empieza a moverse. b) El volumen y la temperatura en el instante que el embolo alcanza la saturación. c) La temperatura y el volumen final d) Calor transmitido durante el proceso e) Grafique el proceso en un diagrama P-v Una masa de 5lbm de agua a 60°F están contenida en un cilindro vertical y soporta un embolo sin fricción con una masa tal que la presión del agua es de 100lbf/plg2. Se transmite calor lentamente al agua, originando que el embolo suba hasta los topes en cuyo caso el volumen interior del cilindro será de 15pie3. Se transmite luego más calor al agua hasta que se convierta en vapor saturado. Hállese: a) la presión final en el cilindro b) el calor trasmitido c) el trabajo efectuado durante el proceso d) muéstrese el diagrama P-v En un recipiente cilindro embolo se tiene 5kg de agua a 1,033 Kgf/cm2 para soportar el embolo sin fricción se requiere una presión de 2,11 Kgf/cm2. Se trasmite calor al agua hasta obtener vapor saturado a 10,55 Kgf/cm2 efectuándose un trabajo total de 29 kcal. a) Determínese la calidad inicial del agua b) Calcúlese la temperatura del agua cuando alcanza los topes superiores c) Calcúlese el volumen ocupado por el vapor d) Grafique el proceso P-v Un cilindro – embolo contiene 0,15 kg de aire a una presión de 21,09 Kgf/cm2 y 37°C. el cilindro sufre una expansión de forma isotérmica hasta 4,92 Kgf/cm2. Luego se comprime en un proceso politrópico con un exponente politrópico de 1,2 hasta la presión de 21,09 Kgf/cm2: por último se comprime hasta llegar al estado inicial en forma isobárica. Determine el trabajo de frontera para cada proceso y el trabajo neto del ciclo. Se tiene un cilindro embolo con aire. El embolo al inicio descansa sobre topes a una presión de 1,033 Kgf/cm2 y 29°C con un volumen de 0,5 m3. Para mover el embolo es DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 necesario una presión de 3,16 Kgf/cm2. Se calienta el embolo hasta alcanzar una temperatura de 800°C. calcule la cantidad de calor que se transfiere, suponiendo calores específicos constantes. 10. Se tiene un cilindro- embolo que contiene aire a una presión de 21,09 Kgf/cm2 y 350 °C. sufre un proceso de expansión politrópica n=1,5 hasta alcanzar una presión de 1,033 Kgf/cm2. Determine la temperatura final del aire. e) Expansión irrestricta 11. Un recipiente aislado está dividido en dos partes por una separación. Una parte del recipiente contiene 3kg de agua líquida comprimida a 60,83°C y 6,33 Kgf/cm2 mientras que la otra se encuentra al vacío. Se quita la separación y el agua se expande para llenar todo el recipiente. Determine la temperatura final del agua y el volumen del recipiente para una presión final de 0,14 Kgf/cm2 12. Un recipiente aislado térmicamente y vacío con un volumen de 30 litros contiene una capsula de agua a 7,03 Kgf/cm2 y 150°C.el volumen de la capsula es de 3 litros, dicha capsula se rompe y su contenido llena todo el volumen del recipiente. a) Calcule la presión final b) Grafique el proceso en un diagrama P-v 13. Un recipiente vacío de 25 litros contiene una capsula de agua a 7.03 kgf/cm2 y 144,85°C. el volumen de la capsula es 10 veces menos que el volumen del recipiente, la capsula se rompe y su contenido llena todo el volumen del recipiente. Hallar la presión final. 14. Un recipiente rígido y adiabático que tiene una capacidad de 5 pie3, se divide por una membrana en dos volúmenes iguales, al principio una de las cámaras está llena de aire a 7,03 kgf/cm2 y 38°C.por otro lado la otra cámara se encuentra vacía. Luego se rompe la membrana. Determine: a) Determine el cambio de energía interna al romperse la membrana b) La presión final del aire en el recipiente c) Cilindro – embolo con resorte 15. Se tiene 1,5 kg de agua a una temperatura de 89, 57 °C con una calidad del 10% dentro de un cilindro- embolo provisto de un resorte como en la figura. Luego se calienta el dispositivo hasta que la presión aumenta a 8,44 Kgf/cm2 y una temperatura de 260°C. calcule el trabajo total producido durante este proceso. 16. Se tiene un dispositivo cilindro embolo con un resorte, que contiene 2kg de agua a una presión de 140,62 Kgf/cm2 con una calidad del 25%. Este cilindro se enfría, hasta que el agua sea líquido saturado a 100°C. Calcule el trabajo producido durante el proceso. 17. En un cilindro embolo se tiene 55kg de agua a 2,46 Kgf/cm2 y 30°C. el área de la sección transversal del embolo es 0.2 m2. Se trasmite calor al agua, lo que provoca que una porción se evapore y expanda. Cuando el volumen llega a 0.3 m3, el embolo alcanza un DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 18. 19. 20. 21. 22. 23. resorte lineal cuya constante de resorte es 10197.4 kgf/m. se transfiere más calor al agua hasta que el embolo sube 25 cm más. Determine: a) La presión y temperatura final b) El trabajo realizado durante el proceso Un dispositivo embolo provisto de un resorte contiene vapor de agua a una presión de 10 lbf/pulg2 con una calidad del 10%. Inicialmente el volumen es de 2,5 m3. Luego se calienta el cilindro hasta que el volumen es de 6 m3 con una presión de 2,46 Kgf/cm2. Calcule el calor transferido al vapor de agua y el trabajo producido. Se provee de un dispositivo cilindro embolo que contiene hidrogeno a 15Lbf/plg 2 y 15 pie3. Cuando se encuentra en este estado un resorte lineal (F α X) con una constante de resorte de 15000 lbf/pie toca el embolo, pero no ejerce ninguna fuerza sobre él. El área de sección transversal del embolo es de 3 pie2. Se transfiere calor al hidrogeno, lo cual causa que se expanda hasta duplicar su volumen. Determine: a) La presión final b) El trabajo total que realiza el hidrogeno c) La fracción de este trabajo hecho sobre el resorte Un dispositivo cilindro embolo contiene a un inicio vapor a 2,81 Kgf/cm2, a 204°C y 0,6 m3. En este estado, un resorte lineal (F α X) toca el embolo, pero no ejerce fuerza sobre él. Se transfiere calor lentamente al vapor, lo cual provoca que la presión y el volumen aumenten a 5,62 Kgf/cm2 Y 0,7m3. Determine: a) La temperatura final b) El trabajo realizado por el vapor c) El calor total transferido Un cilindro con su embolo contiene 5 lbm de agua a una presión de 14,06 Kgf/cm2 y una calidad del 80%. El embolo está retenido por un resorte dispuesto de tal modo que cuando el volumen es cero en el cilindro el resorte está totalmente extendido. El peso del embolo puede ser despreciado de manera que las fuerzas sobre el resorte esta exactamente equilibrada por las fuerzas debidas a la presión del agua. Se transmite calor al agua hasta que su volumen sea del 150% del volumen inicial. a) ¿Cuál será la presión final? b) ¿Cuál será la calidad y la temperatura en el estado final? c) Calcule el trabajo d) Determine la transferencia de calor e) Haga un diagrama P-v En un recipiente evacuado(a) se encuentra otro (b) contiene agua con 80% de vapor en volumen y 205°C, el recipiente (a) está aislado al medio exterior; en (a) se tiene un pistón con un resorte, el K=10 (kgf/cm2) / m3. Determinar el estado final cuando el recipiente se abra, el volumen de (a=405 lts). El volumen de (b=105 litros). Un dispositivo cilindro- embolo provisto de un resorte contiene 1 pie3 de aire. La constante del resorte de 7lbf/pulg, el embolo tiene un diámetro de 11 pulg. Cuando el resorte no ejerce ninguna fuerza sobre el pistón, el estado del aire es 250 PSI y 460 °F. este DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 dispositivo se enfría hasta que el volumen es la mitad del original. Determine el cambio de energía y la entalpia del aire. 24. Un cilindro embolo que contiene aire inicialmente con un volumen de 0,17 m 3 a una presión de 1,05 Kgf/cm2. En este estado el embolo (F α X) toca el embolo sin ejercer fuerza sobre el embolo. Luego el cilindro es calentado hasta tener un volumen de 0,5 m 3 y una presión final de 8,44 Kgf/cm2. Determine a) El trabajo total efectuado por el aire b) El trabajo efectuado contra el resorte. d) Mezcla de sistemas 25. Dos recipientes (A y B) están separados mediante una división. Al inicio el recipiente A contiene 2 kg de vapor a 9,84 Kgf/cm2 y 204°C mientras que el recipiente B contiene 3Kg de mezcla saturada liquido-vapor con una fracción masa de vapor 50% a una temperatura de 150.52 °C. Se retira la división y se permite que los dos lados se mezclen hasta que se establece el equilibrio mecánico y térmico. Si la presión en el estado final es 3,16 Kgf/cm2. Determine: a) La temperatura y calidad del vapor si hay mezcla en el estado final b) La cantidad de calor perdido desde los recipientes. 26. Dos recipientes rígidos están conectados mediante una válvula: el recipiente A contiene 0,2 m3 de agua a 4,22 Kgf/cm2 y posee una calidad del 80%. El recipiente B contiene 0,5 m3 de gua a 2,81 Kgf/cm2 y 260° C. se abre la válvula y finalmente ambos recipientes llegan al mismo estado. Determine la temperatura y la cantidad de transferencia de calor cuando el sistema alcanza la presión de 0,14 Kgf/cm2 y grafique el proceso en un diagrama P-v d) Esfera elástica 27. 1 lbm de vapor está encerrada en una membrana elástica esférica, que soporta una presión interna proporcional a su diámetro. La condición inicial de vapor es de saturación a 220°F.se transfiere calor al vapor hasta que la presión llega a 20lbf/pulg2. Determine: a) La temperatura final b) El trabajo realizado c) El calor transmitido d) Grafique el proceso T-v 28. Un globo esférico contiene 10lbm de airea 30 PSIa y 800°R. el material del globo es tal que la presión interna es siempre proporcional al cuadrado del diámetro de este último. Determine el trabajo realizado cuando el volumen del globo se duplica como resultado de la transferencia de calor. PM del aire: 28,9 lb/lbmol R: 1545 lbf -pie/lbmol -°R DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 29. Un globo esférico tiene 25,4 cm de diámetro y contiene aire a una presión de 1,4 Kgf/cm2. El diámetro del globo aumenta a 30,5 cm. Debido al calor y durante este proceso la presión es proporcional al diámetro. Calcular el trabajo efectuado por el aire durante el proceso. e) Sistema con rueda de paletas y/o calentador de resistencia 30. Un dispositivo completamente aislado compuesto de cilindro embolo contiene 0.006 m 3 de agua líquida saturada a una presión constante de 1,76 Kgf/cm2. El agua es agitada con una rueda de paletas mientras fluye corriente de 7 A durante 50min por una resistencia colocada dentro del agua. Si la mitad del líquido se evapora durante este proceso a presión constante y el trabajo de la rueda es 450 KJ. Determine el voltaje de la fuente. 31. Se tiene inicialmente un dispositivo cilindro – embolo que contiene 1,5kg de agua líquida saturada a una temperatura 204°C. se enciende una resistencia eléctrica dentro del cilindro embolo, durante 25min. Durante este proceso el volumen aumenta 4 veces. Determine: a) El volumen del cilindro b) La temperatura final del cilindro c) La potencia nominal 32. Un cilindro embolo provisto de una rueda de paletas, contiene a un inicio aire a una presión de 5,27 Kgf/cm2 y 27°C. Luego se transfiere 12 kcal/kg en forma de trabajo al hacer girar la rueda de paletas. Se realiza este proceso manteniendo la temperatura constante, transfiriendo calor. además, al mismo tiempo se triplica el volumen del gas. Calcule la cantidad de transferencia de calor necesaria para realizar este proceso. 33. 6 kg de aire se tiene en un dispositivo cilindro embolo a una presión de 4,57 Kgf/cm2 y 35 °C. se expande el aire isotérmicamente de cuasiequilibrio, dando un trabajo de expansión de 4 kcal y se ejecuta trabajo de agitación de 1 kcal. Determine el calor transferido 34. Un dispositivo cilindro embolo contiene 17 kg de aire a una temperatura inicial de 26°C, luego se calienta hasta 80°C. este calentamiento se logra haciendo pasar corriente por un calentador de resistencia que se encuentra en el cilindro. La presión del recipiente se mantiene constante 3,16 Kgf/cm2 durante todo el proceso. Además, existe una pérdida de calor de 15 Kcal. Determine los Kw de energía eléctrica que se suministra para el calentamiento. f) Sistemas con presión exterior sobre émbolos 35. En un recipiente cilíndrico cerrado por un pistón se tiene vapor de agua a una presión de 2,11 kgf/cm2 y una calidad de 80%. El embolo que inicialmente está fijado por unos topes tiene un área de 2 m2 y una altura de 1 m sobre la base del recipiente para equilibrar el DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 36. 37. 38. 39. peso del embolo más la presión exterior se requiere una fuerza de 1,054x105 kgf. Se transfiere calor al recipiente hasta que le embolo se encuentra a 3 m. por encima del fondo del mismo. a) El diagrama P-v b) La temperatura dentro del recipiente en el momento que el embolo inicia la separación de los topes c) La temperatura final del vapor d) El trabajo total efectuado e) El calor transferido Un dispositivo cilindro embolo tiene 2 kg de agua a 1,41 kgf/cm2 y a un título del 20%. El peso sobre el embolo es de 21,27 kgf/cm2 sobre 10 cm2 que es el área del embolo, considere el peso del embolo despreciable. La presión exterior atmosférica es de 1,033 kgf/cm2. Se calienta el contenido hasta que la presión alcanza 7,03 kgf/cm2. Los topes superiores del cilindro están ubicados de tal manera que el volumen por debajo es el doble de los topes inferiores. Determinar el calor transferido. Gráfico P-v Un cilindro embolo contiene 0,2 kg de agua a una presión de 8,44 kgf/cm2 y 193,3°C. La presión exterior ejerce una presión de 1,033 kgf/cm2. Luego se enfría lentamente hasta alcanzar la temperatura de 82°C. El volumen hasta los topes inferiores es es la mitad del volumen inicial. Determinar: a) La cantidad de calor b) La temperatura a la cual el vapor comienza a condensar c) Gráfico P-v Un dispositivo cilindro embolo contiene vapor saturado seco. Sobre el embolo se tiene un peso de 42,19 kgf colocado sobre toda su área de 10 cm2. El peso del pistón es de 0.5 kgf y la presión exterior ejerce una presión de 1,033 kgf/cm2. Inicialmente el embolo se encuentra a una distancia de 2 m sobre la base el cilindro. Luego se enfría el cilindro hasta que el embolo desciende hasta los topes inferiores colocados a 1 m sobre la base del cilindro. La cantidad de calor extraído es de 2.25 kcal. Determine el estado final del agua después de este proceso. El dispositivo de cilindro y el embolo que muestra la figura contiene 2lbmol de aire a 70,31 kgf/cm2 y 260°C. se transfiere calor al aire y se quitan los pesos pequeños del embolo a tal velocidad, durante la expansión, que la expresión PV1.3= Ctte. Se realice. Determinar el trabajo efectuado por el gas durante este proceso. g) Sistemas conectados 40. Un cilindro embolo A esta conectado a través de una tubería a un recipiente rígido B, el embolo descansa sobre unos topes. La ubicación de la tubería es de tal manera que cuando el pistón se mueve, la conexión con B es habilitada. En cilindro A en un principio se cuenta con 15 litros de agua a una presión de 1,41 Kgf/cm2 y un título de 70%. El DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE PRACTICO DE TERMODINÁMICA QMC-322 / IAL-215 / MEC-244 / PRQ 201 41. 42. 43. 44. recipiente B inicialmente se encuentra vacío, pero tiene una capacidad de 15 litros. Se calienta el cilindro hasta alcanzar un volumen de 30 litros. la presión que ejerce el pistón es de 7.03 Kgf/cm2. Determine la cantidad de calor que se ha suministrado. Grafica P-v. Un recipiente rígido con un agitador de volumen 0.02 m 3 conectado son un cilindro embolo vacío a un inicio, a través de una tubería. El recipiente inicialmente se encuentra a una presión de 2,11 Kgf/cm2 con un título del 80%. Se agita el contenido del recipiente con el agitador hasta aumentar su temperatura a 205°C. sobre el pistón se ejerce una presión de 2,81 Kgf/cm2 y además el volumen del cilindro hasta sus topes de 1,5 litros. a) Determine la presión final b) Determine la energía suministrada por el agitador. Un recipiente rígido de 25 litros está conectado a un cilindro embolo que contiene vapor saturado a 3,16 Kgf/cm2 y un volumen por debajo de los topes inferiores de 0,003 m3. Sobre el embolo se ejerce una presión de 6,33 Kgf/cm2. Las condiciones iniciales del recipiente rígido es presión 3,16 Kgf/cm2 con un título de 0,85. Se calienta muy lentamente el recipiente rígido hasta que la temperatura alcanza los 204 °C. determine la cantidad de calor suministrado. Si todo el contenido del recipiente rígido se convierte en vapor saturado, determine a que presión ocurre, considerando que el cilindro embolo está aislado térmicamente. Un tanque rígido de 6 litros a 108,87°C y un título de 0,85, está conectado con dos cilindros-émbolos. A un principio ambos cilindros están vacíos. se ejerce una presión de 2,81 Kgf/cm2 sobre el embolo del primer cilindro y una presión de 5,62 Kgf/cm2 sobre el embolo del segundo cilindro. El volumen por debajo de los topes de ambos cilindros es de 2,5 litros. Se calienta el tanque hasta que la presión es de 8,44 Kgf/cm2. Determine el calor suministrado. Se tiene un recipiente rígido conectado a través de una válvula a un cilindro embolo. Dentro del recipiente rígido se tiene 0,4 m3 de aire a 4,22 Kgf/cm2 y 40°C. El cilindro cuyo volumen mínimo es cero. La masa del embolo es tan pesada que se necesita una presión 2,46 Kgf/cm2 para lograr moverlo. Se abre la válvula, y se deja que pase aire al cilindro hasta que la presión del recipiente desciende a 2,46 Kgf/cm2. Durante el proceso se mantiene la temperatura constante a 40°C intercambiando calor con el medio exterior para lograrlo. Determine el calor transferido. DOC. ING. GONZALO ROJAS MORON AUX. DIEGO A. COLQUE JAUGE
