TERMODINAMICA I

TALLER - RESOLVER LOS EJERCICIOS FECHA DE ENTREGA: 10-FEBRERO-2015

1.- Calcule el cambio de entropía por kg al calentar aire de 300 K a 600 K mientras que la presión disminuye de 400 a 300 kPa. Suponga:

a) Calor especifico constante a 300 K; a 600 Kb) Calor especifico promedioc) Uso de tablas de aired) Compare los resultados y escriba sus conclusiones

2.- Un kg de aire se encuentra en el interior de un cilindro con pistón a presión de 500 kPa y temperatura de 600 K. El aire se expande a 200 kPa en un proceso adiabático reversible. Calcule el trabajo realizado por el aire.

3.- Encuentre las propiedades que faltan y diga la fase de la sustancia.

a) Agua s= 7,7 kJ/kg K, P=25 kPa, h=?, T=?, x=?b) Agua u= 3400 kJ/kg, P= 10 MPa, T =? x =?, s= ?

4.- Vapor de agua saturado a 150°C se expande a una presión más baja con temperatura constante. Encuentre los cambios de u y s si la presión final es:

a) 100 kPab) 50 kPac) 10 kPa.

5.- Un kg de agua a 500°C y 1 kg de vapor de agua saturado, ambos a 200 kPa, se mezclan en un proceso adiabático a presión constante. Determine la temperatura final y la generación de entropía en el proceso.

6.- Un dispositivo de cilindro con pistón cargado con una masa y a presión atmosférica contiene 2 kg de agua a 5 MPa y 100°C. Se agrega calor al agua desde un reservorio a 700°C hasta que esta llega a 700°C. Determine el trabajo, la transferencia de calor y la producción total de entropía del sistema y los alrededores.

7.- Un montaje de cilindro con pistón contiene 2 kg de agua líquida a 20°C, 100 kPa, y luego se calienta a 300°C con una fuente a 500°C. Una presión de 1000 kPa elevara el pistón separándolo de los topes inferiores. Determine el volumen final, el trabajo, la transferencia de calor y la entropía total generada.

8.- La charola de un taller mecánico automotriz contiene 5 litros de aceite de motor a 20°C y 100 kPa. A continuación se mezclan 2 litros de aceite caliente a 100°C en dicha charola. Sin tomar en cuenta cualquier termino de trabajo, determine la temperatura final y la entropía generada.

9.- Una jarra de 4 litros de leche a 25!C se coloca en el refrigerador, donde se enfría hasta alcanzar la temperatura constante de 5°C del interior del refrigerador. Suponga que la leche tiene las propiedades del agua líquida y determine la entropía generada en el proceso de enfriamiento.

10.- Un dispositivo de cilindro con pistón a presión constante de 500 kPa contiene 1 kg de agua a 20°C y 1 kg de agua a 100°C separados por una membrana. La membrana se rompe y el agua alcanza un estado uniforme sin transferencia externa de calor. Determine la temperatura final y la entropía generada.

11.- Considere una bomba de calor con ciclo de Carnot que contiene 1 kg de nitrógeno gaseoso en un arreglo de cilindro con pistón. Esta bomba de calor opera entre reservorios a 300 K y 400 K. Al comenzar la adición de calor a baja temperatura, la presión es 1 MPa. Durante el proceso el volumen se triplica. Analice cada uno de los cuatro procesos del ciclo y determine lo siguiente:a) la presión, el volumen y la temperatura en cada punto. b) el trabajo y la transferencia de calor en cada proceso.