(4.5)(4.5)

(4.2)(4.2)

(4.6)(4.6)

(4.7)(4.7)

(2.3)(2.3)

(4.4)(4.4)

(2.4)(2.4)

(2.2)(2.2)

(2.1)(2.1)

(4.3)(4.3)

(4.1)(4.1)

1.10 Una balan za de resorte correctamente calibrada registra el peso de un cuerpo de 2 kg como 17.0 N en un lugar lejos de la Tierra. Cul es el valor de g en ese lugar?8.5 m/sWft d 17.0

17.0m d 2

2Wft = m$gft

17.0 = 2 gftsolve (2.3)

8.500000000Resultado : 8.5m/s

1.11 El peso de una bolsa de 20 N de harina a nivel del mar denota la fuerza o la masa de la harina? Cul es la masa de la harina en kilogramos? Cul es la masa y el peso de la harina enun lugar donde la aceleracin de la gravedad es 1/7 de la correspondiente a la estndar de la Tierra?

1.12 Un fluido newtoniano se encuentra en el espacio entre un eje y una camisa concntrica. Cuando se aplica una fuerza de 600 N a la camisa en forma paralela al eje. la camisa adquiere una velocidad de 1 m/s. Si se aplica una fuerza de 1500 N. cul ser la velocidad que adquiere la camisa? La temperatura de la camisa permanece constante. 2.5m/s

F =$V$A

t

F = V A

t

$At

= B

At

= B

F = B$VF = B V

600 = B$1600 = B

B d 600600

1500.0 = B$V1500.0 = 600 V

solve (4.6)2.500000000

Velocidad de 2.5 m/s

1.13 Convertir lO.4 unidades SI de viscosidad cinemtica a unidades USC de viscosidad

(10.3)(10.3)

(6.3)(6.3)

(6.1)(6.1)

(10.4)(10.4)

(6.4)(6.4)

(10.5)(10.5)

(6.2)(6.2)

(10.2)(10.2)

(10.1)(10.1)

dinmica si S =0.85.

1.14 Un esfuerzo cortante de 4 N/m produce una deformacin angular de lOO rad/s en un fluido newtoniano, Cul es la viscosidad? (0.04 N*s/m)d 4.0

4.0

= $dVdy

4.0 = dVdy = $100

4.0 = 100 solve (6.3)

0.04000000000

1.15 Una placa localizada a una distancia de 0.5 mm de una placa fija se mueve a una velocidadde 0.25 mis y requiere una fuerza por unidad de rea de 2 Pa (N/m) para mantener esta velocidad. Determinar la viscosidad fluida de la sustancia entre las placas. en unida des SI.

1.16 Determinar la viscosidad del fluido entre el eje y la camisa mostrados en la figura 1.9. =0.02378 Lb*s/ft1.17 Un volante con un peso de 600 N tiene un radio de giro de 300 mm. Cuando rota a 600 rpm, su velocidad se reduce en l rpm/min debido a la viscosidad del fluido entre la camisa y el eje . La longitud de la camisa es 50 mm; el dimetro del eje es 20 mm; la luz radial es 0.05 mm. Determinar la viscosidad del fluido.

1.18 Un cilindro de acero de 25 mm de dimetro y 300 mm de longitud cae, debido a su propio peso, a una tasa uniforme de 0.1 m/s dentro de un tubo con un dimetro ligeramente mayor. Entre el cilindro y el tubo hay una pelcu la de aceite de castor de espesor const ante. Determinar la luz entre el tubo y el cilindro. La temperatura es 38e La densidad relativa del acero es 7.85. t=0.0582 mm.

dc d 25.010000.02500000000

l d 300.010000.3000000000

V d 0.10.1

Sacero d 7.857.85

d 0.140.14

(10.9)(10.9)

(10.7)(10.7)

(12.2)(12.2)

(12.3)(12.3)

(10.6)(10.6)

(10.12)(10.12)

(12.1)(12.1)

(12.4)(12.4)

(12.5)(12.5)

(10.10)(10.10)

(12.6)(12.6)

(10.8)(10.8)

(10.11)(10.11)

g d 9.8069.806

acero d Sacero$10007850.00

Vcid 14 $dc2$3.1416$l

0.0001472625000Wd Vci$acero$g

11.33584019A d 2$ dc$l$3.1416

0.04712400000

W = $V$At

11.33584019 = 0.0006597360000t

solve (10.11) $10000.05819912675

1.19 Un pistn de 60.00 mm de dimetro se mueve dentro de un cilindro de 60.10 mm. Determinar el porcentaje de decrecimiento de la fuerza necesaria para mover el pistn cuando el lubricante se calienta de O a l200 C. Utilizar la viscosidad de petr leo crudo de la figura C. l , apndice C.

1.20 Un cubo de 12 kg se desliza hacia abajo a lo largo de un plano inclinado que hace un ngulo de 30 con respecto a la horizontal. Una pelcu la de fluido de 0.1 mm de espesor separa el slido y la superficie. La viscosidad del fluido es 0.04 Ns/m' . Suponiendo que la distribucin de velocidad en la pelcula es lineal, enco ntrar la velocidad terminal del bloque. El rea del cubo en contacto con la pelcula es 0.25 m' . V= 6.12 mm/srestart

Wd 129.806 $ sin30$3.1416

1800.6118715812

t d0.1

10000.0001000000000

d 0.040.04

A d 0.250.25

W = $A$Vt

0.6118715812 = 100.0000000 Vsolve (12.5) $1000

6.118715812

(13.5)(13.5)

(15.2)(15.2)

(15.4)(15.4)

(15.1)(15.1)

(13.4)(13.4)

(15.3)(15.3)

(13.1)(13.1)

(13.2)(13.2)

(13.3)(13.3)

(16.1)(16.1)

1.22 Un fluido tiene una viscosidad de 6 cP y una densidad de 50 Lb/pie. Determinar su viscosidad cinemtica en unidades USC y en stokes. V=8.06*10-5ft/s=7.48*10-2 Stokes

d6.0100 $0.1

0.006000000000d 50$16.018

800.900

ms =

ms = 0.000007491571982fts = rhs (13.3) $10.764

fts = 0.00008063928081stokes = rhs (13.3) $10000

stokes = 0.07491571982

1.24 Un cuerpo con un peso de 120 lb con un rea superficial plana de 2 pies' se desliza hacia abajo a lo largo de un plano inclinado lubricado que hace un ngulo de 30 con respecto a la horizontal. Para una viscosidad de 0.002 lb-s/pe! y una velocidad del cuerpo de 3 pies/s, determinar el espesor de la pelcu la de lubricante.2.51*10-3

1.26 Un lquido tiene un peso especfico de 48 lb/pie' y una viscosidad dinmica de 3.05 lb-s/pie,Cul es la viscosidad cinemtica? 2.044 ft/sf d 48

48d 3.05

3.05g d 32.088

32.088

=

fg

= 2.038925000

1.28 Cul es la relacin entre el volumen especfico y el peso especfico?restart

s d1

1

(19.1)(19.1)

(19.5)(19.5)

(19.2)(19.2)

(19.4)(19.4)

(17.1)(17.1)

(19.3)(19.3)

(16.3)(16.3)

(16.2)(16.2)

d

g

gs

g

1.30 Calcular el valor de la constante de gas R en unidades SI si R =I545/M pielb/lbmR. (8312/M m*N/Kgm*K)R = 1545$0.30481$4.448$9

M$0.4536$5

R = 8312.313849M

1.32 Una bolsa de aire se infla aproximadamente con 0.15 kg de gas en 50 ms. Si el cambio de temperatura es alreded or de 200C. calcular la potencia promedio asociada con este desarrollo602.4 KW.

1.34 Una "botella Niskin" se utiliza para muestrear agua en un punto localizado a 30 m por encima del fondo. en un sitio a 100m de profundidad en el Golfo de Mxico. Cuando se toma la muestra. la botella se trae inmediatamente a la superficie a bordo de un barco. La temperatura de la muestra es de I l. 6C. Utilizando el valor tpico de salinidad para el agua del Golfo de Mxico de 33 ppt, cul es la densidad del agua en el punto de muestreo? 1025.243 Kg/mh d 100

100Tm d 11.6

11.6Salinidad d 33.0

33.0w d 1000

1000

st = wCSalinidad$ 0.824493K 4.08991000 $TmC7.6438100000 $Tm

2K

8.246710000000 $Tm

3

C5.3875

1000000000 $Tm4

CSalinidad32$ K

5.72466401000 C

1.022710000 $Tm

1K

1.65461000000 $Tm

2

CSalinidad2$4.8314

10000st = 1025.566415

1.36 Una repre sa contiene una mezcla de dos componentes, agua y sedimentos. La densidad delagua es pw.y la de las partculas de sedimento es pw,. Suponiendo mezcla completa, encontrar

(21.1)(21.1)

(21.3)(21.3)

(24.1)(24.1)

(21.5)(21.5)

(21.2)(21.2)

(21.4)(21.4)

la densidad de la mezcla, pm , si la fraccin de masa de sedimento es w . pm = ps/(ws + (l - ws)ps/pw)

1.38 La densidad del agua dulce depende de la temperatura tal como se describe mediante la ecuacin ( 1.5.8). Demostrar que la mxima densidad del agua dulce Ocurre a T =4C Yencontrar ese valor. 999.975 kg/m.restartw d 999.9399C4.216485$10K2$TK7.097451$10K3$T2C3.509571$10K5$T3K9.9037785$10K8

$T4

999.9399C0.04216485000 TK0.007097451000 T2C0.00003509571000 T3

K9.903778500 10-8 T4

dd T w

0.04216485000K0.01419490200 TC0.0001052871300 T2K3.961511400 10-7 T3

(21.2) = 00.04216485000K0.01419490200 TC0.0001052871300 T2K3.961511400 10-7 T3 = 0

solve (21.3), T3.038101111, 131.3685261C133.3271347 I, 131.3685261K133.3271347 I

subs T = 4, (21.1)999.9972205

1.40 Para una mezcla binaria de las especies A y B, con wA/wB. = , calcular , de tal manera que la densidad de la ezcla (pm) sea mxima. Cul es este valor mximo? = 1; pmas= 2 pa pb/(Pa + Pb)

1.42 En un mismo sitio y en el mismo instante de tiempo se tomaron tres muestras de aguas residuales; despus de analizarlas en el laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados:

Las tres muestras

tienen la misma densidad (p ), y la primera contiene slidos con una densidad relativa de 1.93. Encontrar la densidad p y la conce ntracin de slidos suspendidos en las tres muestras. Tomarla fraccin de masa de slidos en la muestra tres, como el promedio de las primeras dos. P 1147.3 kg/m ; C1 = 306.7 kg/m ; C2, = 427.9 kg/m ; C3 = 367.27 kg/m

1.44 Un gas a 20C y 0.2-MPa abs tiene un volumen de 40 L Yuna constante de gas de R=210 m*N/kg*K. Determinar la densidad y la masa del gas. 3.2504 kg/m 0.13 kgrestartP dddd 0.2$$$$106

2.000000 105

(24.5)(24.5)

(24.7)(24.7)

(25.6)(25.6)

(25.2)(25.2)

(24.2)(24.2)

(26.1)(26.1)

(25.4)(25.4)

(25.1)(25.1)

(25.5)(25.5)

(26.2)(26.2)

(24.3)(24.3)

(24.6)(24.6)

(25.3)(25.3)

(24.4)(24.4)

Vol d 40.010000.04000000000

Rgas d 210210

T d 20C273293

aire d PRgas$T

3.250446937

aire = mVol3.250446937 = 25.00000000 m

solve (24.6)0.1300178775

1.46 Cul es la densidad de vapor de agua a 0.4-MPa abs y 15C en unidades SI? 3.006 kg/m P dddd 0.4$$$$106

4.000000 105

T d 1515

R d 8312M

8312M

Md 1818

P = f$R$ TC2734.000000 105 = 132992 f

f = solve (25.5)f = 3.007699711

1.48 Un kilogramo de hidrgeno se encuentra confinado en un volumen de 150 L a -40c. Cules la presin? 6.39 MN /m.restartm dddd 1

1

Vol d 150.010000.1500000000

T dK40C273

(26.7)(26.7)

(27.3)(27.3)

(26.5)(26.5)

(27.10)(27.10)

(27.7)(27.7)

(26.6)(26.6)

(26.4)(26.4)

(26.3)(26.3)

(27.9)(27.9)

(27.8)(27.8)

(27.6)(27.6)

(27.1)(27.1)

(27.2)(27.2)

(27.4)(27.4)

(27.5)(27.5)

233Md 2$1.007

2.014

Rhidro d 8312M

4127.110228

hi d mVol6.666666667

P = hi$Rhidro$TP = 6.410777888 106

1.50 En un intercambiador de calor se calienta aire a una presin de 45 kPa. Si la masa del aire es 4.35 kg, calcular la cantidad de calor requerido para calentar el aire de 45C a 250C . 895.32 kJPc dddd 45000

output redirected...m d 4.35

4.35Ti d 45C273

318Tf d 250C273

523Raire d 287

287i d 0.493

0.493f d 0.299

0.299t d TfKTi

205Ce d 1.004

1.004Q = Ce$m$t

Q = 895.31700

1.52 El volumen de la mezcla gaseosa descrita en el problema 1.51 es 250 cm'. Cul es la densidad de la mezcla? Para una temperatura de 32C enco ntrar la presin de la mezcla de gas. Cules son las presiones parciales pNH3 pco2 Y pH2. pmezcla = 95.8 MPa; pNH3=14.91 MPa ; pCO2=4.84 MPa y pH2 = 76.06 MPa

1.54 Expresar el mdulo de elasticidad volumtrica en funcin del cambio de densidad en lugardel cambio de volumen.

(30.6)(30.6)

(30.4)(30.4)

(30.5)(30.5)

(30.3)(30.3)

(30.7)(30.7)

(32.1)(32.1)

(30.9)(30.9)

(30.2)(30.2)

(30.8)(30.8)

(30.1)(30.1)

1.56 Cul es el mdulo de elasticidad volumtrica de un lquido que tiene un incremento de densidad de 0.02% para un incremento de presin de 1000 lb/pie' ? Para un incremento de presin de 60 kPa? 34.722Lb/pulg , 300 MPa

d0.02100

0.0002000000000f d iC$i

1.000200000 i

P1 d 1000.01446.944444444

P2 d 60$103

60000

P =KK$ln fi

1000 =K0.0001999800027 K

P1 =KK$ln if

6.944444444 = 0.0001999799947 Ksolve (30.6)

34725.69571

P2 =KK$ln if

60000 = 0.0001999799947 Ksolve (30.8)

1000000300.0300110

1.58 Un tanque de acero se expande en volumen en 1% cuando su presin interior se incrementa en 10,000 psi.A presin estndar, 14.7 psi absoluta, ste contiene 0.5 slug de agua; p= 1.94 slug/pie. Para K =300,000 psi cuando est lleno, cuntos slugs de agua deben aadirse para incrementar la presin a 10.000 psi? Cul es el peso del agua aadida? 0.0217 Slug - 0.697Lb

1.60 Para un gas perfecto demostrar que cp =kR/(k - 1) y cv=R(k - 1).restartV d n$Cv$T

n Cv T

Cv = 1n$

dudt

(32.8)(32.8)

(32.3)(32.3)

(32.9)(32.9)

(32.13)(32.13)

(34.1)(34.1)

(32.14)(32.14)

(32.2)(32.2)

(32.4)(32.4)

(32.7)(32.7)

(32.10)(32.10)

(32.15)(32.15)

(32.5)(32.5)

(32.6)(32.6)

(32.12)(32.12)

(32.11)(32.11)

Cv = dun dt

Qp d VCP$Vn Cv TCP n Cv T

P$V = n$R$TP V = n R T

Qp = P$Vn Cv TCP n Cv T = P V

Qp = n$R$Tn Cv TCP n Cv T = n R T

n PKCv T = n$R$Tn PKCv T = n R T

R = CpKCvR = CpKCv

K = CpCv

K = CpCvCp = K$Cv

Cp = K CvK$cv = RCCv

K cv = RCCvCv$ KK1 = R

Cv KK1 = R

Cv = RKK1

Cv = RKK1

Cp = Cv$KCp = K Cv

Cp = K$RKK1

Cp = K RKK1

1.62 Cul es el mdulo de elasticidad volumtrica isotrmico para el aire a 0.4 -MPa abs? 0.4 MPa abs

1.64 En un oleoducto horizontal largo, las estaciones de bombeo se localizan cada 60 km. Si la prdida de presin en la tubera es 100 kPaIkm, cunta presin debe producir cada bomba con el fin de evitar la vaporizacin del petrleo? 6000 kPax d 60

60

(35.1)(35.1)

(36.5)(36.5)

(35.2)(35.2)

(36.2)(36.2)

(34.3)(34.3)

(36.6)(36.6)

(36.4)(36.4)

(36.3)(36.3)

(36.7)(36.7)

(34.2)(34.2)

(35.4)(35.4)

(35.3)(35.3)

P d 100$1000100000

Pbombad P$x10006000

1.66 Un pequeo chorro circular de mercurio de 0.1mm de dimetro sale por una abertura. Cul es la diferencia de presin entre el interior y el exterior del chorro a 20C? 10.27 kPa

P =

r

P =

r

d 48.848.8

r d0.1

2$10000.00005000000000

(35.1)P = 9.760000000 105

1.68 Qu dimetro se requiere para un tubo de vidrio si se espera que los efectos de capilaridad del agua dentro de ste no excedan 0.5 mm? D = 13 mm para aguarestart

h d 0.510000.0005000000000

d72.751000

0.07275000000a d 9806

9806

A d 3.14164 $Di2

0.7854000000 Di2

Per d 3.1416$Di3.1416 Di

$Per = h$A$a0.2285514000 Di = 3.850816200 Di2

solve (36.6)0., 0.05935141750

(37.3)(37.3)

(39.2)(39.2)

(37.4)(37.4)

(37.2)(37.2)

(39.1)(39.1)

(37.1)(37.1)

1.70 Un mtodo para determinar la tensin superficial de un lquido es encontrar la fuerza necesaria para halar un anillo de alambre de platino desde la superficie (figura 1.10). Estimar la fuerza necesaria para sacar un anillo de 20 mm de dimetro de la superficie de agua a 20C. 0.00919 N

Da d 20.010000.02000000000

d74

100037

500T d 20

20F d 2$3.1416$Da$

0.009299136000

1.72 Por qu una burbuja de jabn tendra la siguiente relacin? donde p

es la presin interna, a es la tensin superficial y r es el radio ?

1.74 Encontrar el ngulo de tensin superficial para un tubo vertical sumergido en agua , si el dimetro del tubo es 0.2 pulgadas y la altura capi lar es 0.09 pulgadas; (= 0.005 lb/pie). =67.03a d 62.29

62.29

Di d 0.2120.01666666667

h d 0.0912

(39.8)(39.8)

(39.6)(39.6)

(39.4)(39.4)

(39.5)(39.5)

(39.7)(39.7)

(39.3)(39.3)0.007500000000d 0.005

0.005

A d 3.14164 $Di2

0.0002181666668Per d 3.1416$Di

0.05236000001

$Per$cos$3.1416

180 = h$A$a

0.0002618000000 cos 0.01745333333 = 0.0001019220126solve (39.7)

67.08811520