problemas (mec-2254-c)

TERMODINÁMICA TÉCNICA
(MEC – 2254-C)
APELLIDOS Y NOMBRES: …………………………………………..………………………….FECHA:
9 – 04 - 2010
PROBLEMAS
1. Se tiene un salón de clase para 55 estudiantes y un profesor, en el que cada persona genera calor a
una tasa de 100 W. El aula está iluminada por 18 lámparas fluorescentes de 40 W cada una, y los
balastros consumen 10 por ciento adicional. Determine la tasa de generación interna de calor en el
salón cuando todos los lugares están ocupados.
Resp.- 6392 [W]
2. En una cafetera equipada con un elemento de calefacción eléctrico para inmerción hierve agua a nivel
del mar. La cafetera contiene 1 litro de agua cuando está llena. Una vez que comienza la ebullición, se
observa que la mitad del agua se evapora en 25 minutos. Determine la potencia nominal del elemento
de calefacción eléctrico sumergido en el agua, y cuanto tiempo tarda este calentador en elevar la
temperatura de 1 litro de agua fría desde 18 ºC hasta la temperatura de ebullición.
Resp.- 752 [W] ; 7.6 min.
3.- Por una regadera fluye agua en forma permanente a una tasa de 15 litros/min. Un calentador de
resistencia eléctrica colocado en la tubería calienta el agua hasta 37 ºC. Para aprovechar la
conservación de la energía se propone pasar agua tibia drenada que está a 30 ºC pasa por un
intercambiador de calor para precalentar el agua fría entrante a 10 ºC. Si el intercambiador tiene una
efectividad de 50 % (es decir, se recupera sólo la mitad de la energía que el agua drenada puede
transferir a la fría) y la salida de agua drenada a 12 ºC. Determine la entrada de potencia eléctrica del
calentador en kW. Utilice la densidad del agua como 1 kg/L.
Resp.- 15 [kW]
Ing. Carlos Fidel Cruz Mamani
Página 1
TERMODINÁMICA TÉCNICA
(MEC – 2254-C)
4.- Un automóvil que recorre 12000 millas al año emite a la atmósfera cerca de 11 kg por año de NO x
(óxidos de nitrógeno), causantes de smog en las principales zonas pobladas. El gas natural. El gas
natural quemado en el horno emite aproximadamente 4.3 gramos de NOx por unidad térmica, y las
plantas de energía eléctrica emiten cerca de 7.1 gramos de NOx por kWh de electricidad producida.
Considere un hogar que tiene dos automóviles y consume 9000 kWh y 1200 unidades térmicas de gas
natural. Determine la cantidad de emisiones de NOx por año atribuibles a este hogar.
Resp.- 91.06 NOx kg/año
5. Responda a las siguientes interrogantes;
a) ¿Cómo afecta al ambiente la conversión de energía? ¿Cuáles son los principales productos químicos
que contaminan el aire?
Resp.b) ¿Qué es el efecto invernadero? ¿Cómo el exceso de gas CO2 en la atmósfera causa el efecto
invernadero?¿Cuales son las posibles consecuencias de largo plazo ocasionadas por el efecto
invernadero? ¿Cómo se puede combatir este problema?
Resp.c) ¿Por qué el monóxido de carbono es un contaminante peligroso del aire? ¿Cómo afecta a la salud
humana a bajas y altas concentraciones?
Resp.-
Fecha de presentación: Oruro 20 de Abril de 2010
Ing. Carlos Fidel Cruz Mamani
Página 2