Tarea 16 Problemas de pase examen (Balance de entropia) 2023

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS
PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA
Campus Universitario Siglo XXI
02 de noviembre de 2023
TERMODINÁMICA APLICADA
Tarea No.16
Unidad 3: Calculo de propiedades mediante el uso del balance de Entropía
1.- Ciclo de Carnot
2.- Ciclo Rankine
3.- Se comprime nitrógeno en un compresor adiabático, de 100 kPa y 25 °C a 800 kPa y
307 °C. Calcule la generación de entropía para este proceso en kJ/kg · K.
4.- Considere una familia de cuatro, cada uno de los cuales toma una ducha de 5 minutos
cada mañana. El flujo promedio de la ducha es de 12 L/min. El agua municipal a 15 °C
se calienta a 55 °C en un calentador eléctrico de agua y se templa a 42 °C con agua fría
en un codo T antes de salir por la ducha. Determine la cantidad de entropía que genera
esta familia por año como resultado de sus duchas diarias.
5.- Agua fría (Cp = 4.18 kJ/kg · °C) que va a una ducha entra a un intercambiador de calor
bien aislado, de paredes delgadas, de doble tubo, a contracorriente, a 10 °C, a razón de
0.95 kg/s, y se calienta a 70 °C por agua caliente (Cp = 4.19 kJ/kg · °C) que entra a 85
°C a razón de 1.6 kg/s. Determine:
a) La tasa de transferencia de calor.
b) La tasa de generación de entropía en el intercambiador de calor.
6.- Un huevo ordinario se puede aproximar a una esfera de 7.5 cm de diámetro. El huevo
esta inicialmente a una temperatura uniforme de 18 ºC, y se pone en agua hirviendo a 97
ºC. Tomando las propiedades del huevo como =1020 kg/cm3 y Cp = 3.52 KJ/Kg ºC,
determine:
a) ¿Cuánto calor se transmite al huevo en el tiempo en que la temperatura promedio del
huevo sube a 60 ºC?
7.- Agua líquida a 1750 kPa y 25 °C se calienta en una cámara al mezclarla con vapor
sobrecalentado a 222 kPa y 125 °C. El agua líquida entra a la cámara mezcladora a razón
de 2.5 kg/s, y se estima que la cámara pierde calor al aire circundante a 25 °C a razón de
1 200 kJ/min. Si la mezcla sale de la cámara mezcladora a 100 kPa y 60 °C, determine:
a) ¿El flujo másico del vapor sobrecalentado?
b) ¿La tasa de generación de entropía durante este proceso de mezclamiento?