DIARIO DE JONATHAN HARKER

e Terica (Sin apuntes) 30 pts Responder en la misma hoja de preguntas (tiempo 20 minutos) 10 puntos c/u a) Dos ciclos de potencia reversibles que operan entre los mismos focos de temperatura. La temperatura del foco fro es de -10C y la del foco caliente se desconoce. El ciclo I toma 100 J del foco caliente y realiza 20 J de trabajo. El ciclo II realiza un trabajo de 2 J. Cul de los ciclos tiene mayor rendimiento?, Calcule la temperatura del foco caliente y el calor que toma del foco caliente el ciclo II Como ambos ciclos son reversibles y operan entre los mismos focos de temperatura, tienen el mismo rendimiento (Postulados de Carnot). Luego 20 0, 2 20% 100 I II J J , ecuacin que permite determinar TC pues para ciclos reversibles 1 F C T T ; As 0,8 F C T T TC=328,75K. Ahora con el concepto de eficiencia para el ciclo II. 2 0, 2 10 0, 2 II II II CII W J QC J Q (10 expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en l puntos) b) Explique porque el s, en un cambio de fase lquido-vapor se puede estimar como: fg h s T Como en un cambio de fase T y P son constantes, por primera ley Q=H, adems la relacin para el cambio de entropa en un cambio de fase dQ S T tiene la forma Q H S S T T y para la evaporacin H=Hfg. Por lo tanto: HFG S T . Obs. La solucin es anloga si se utilizan propiedades especficas. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. c) Indique si para una expansin en una turbina isoentrpica es posible o no utilizar la ecuacin h= vP y comente el motivo La relacin h= vP no es posible utilizarla en una expansin de estas caractersticas pues estara suponiendo una expansin a v constante (incompresible) lo que no es vlido para la zona gaseosa pues la densidad vara considerablemente con la presin. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Parte Ejercicios (70 pts) Problema n1 (30 pts) a) Un tcnico propone una mquina frigorfica reversible que utilizando 24 J absorba 12 J de una fuente trmica a 10C y ceda 36 J a una fuente trmica a 30C. Recomendara usted la fabricacin de este dispositivo? Respuesta En primer lugar, verificamos si los datos relativos a la mquina verif PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 puntos) b) Explique porque el s, en un cambio de fase lquido-vapor se puede estimar como: fg h s T Como en un cambio de fase T y P son constantes, por primera ley Q=H, adems la relacin para el cambio de entropa en un cambio de fase dQ S T tiene la forma Q H S S T T y para la evaporacin H=Hfg. Por lo tanto: HFG S T . Obs. La solucin es anloga si se utilizan propiedades especficas. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. c) Indique si para una expansin en una turbina isoentrpica es posible o no utilizar la ecuacin h= vP y comente el motivo La relacin h= vP no es posible utilizarla en una expansin de estas caractersticas pues estara suponiendo una expansin a v constante (incompresible) lo que no es vlido para la zona gaseosa pues la densidad vara considerablemente con la presin. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Parte Ejercicios (70 pts) Problema n1 (30 pts) a) Un tcnico propone una mquina frigorfica reversible que utilizando 24 J absorba 12 J de una fuente trmica a 10C y ceda 36 J a una fuente trmica a 30C. Recomendara usted la fabricacin de este dispositivo? Respuesta En primer lugar, verificamos si los datos relativos a la mquina verif PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de 95, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 punto puntos) b) Explique porque el s, en un cambio de fase lquido-vapor se puede estimar como: fg h s T Como en un cambio de fase T y P son constantes, por primera ley Q=H, adems la relacin para el cambio de entropa en un cambio de fase dQ S T tiene la forma Q H S S T T y para la evaporacin H=Hfg. Por lo tanto: HFG S T . Obs. La solucin es anloga si se utilizan propiedades especficas. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. c) Indique si para una expansin en una turbina isoentrpica es posible o no utilizar la ecuacin h= vP y comente el motivo La relacin h= vP no es posible utilizarla en una expansin de estas caractersticas pues estara suponiendo una expansin a v constante (incompresible) lo que no es vlido para la zona gaseosa pues la densidad vara considerablemente con la presin. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Parte Ejercicios (70 pts) Problema n1 (30 pts) a) Un tcnico propone una mquina frigorfica reversible que utilizando 24 J absorba 12 J de una fuente trmica a 10C y ceda 36 J a una fuente trmica a 30C. Recomendara usted la fabricacin de este dispositivo? Respuesta En primer lugar, verificamos si los datos relativos a la mquina verif PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de puntos) b) Explique porque el s, en un cambio de fase lquido-vapor se puede estimar como: fg h s T Como en un cambio de fase T y P son constantes, por primera ley Q=H, adems la relacin para el cambio de entropa en un cambio de fase dQ S T tiene la forma Q H S S T T y para la evaporacin H=Hfg. Por lo tanto: HFG S T . Obs. La solucin es anloga si se utilizan propiedades especficas. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. c) Indique si para una expansin en una turbina isoentrpica es posible o no utilizar la ecuacin h= vP y comente el motivo La relacin h= vP no es posible utilizarla en una expansin de estas caractersticas pues estara suponiendo una expansin a v constante (incompresible) lo que no es vlido para la zona gaseosa pues la densidad vara considerablemente con la presin. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Parte Ejercicios (70 pts) Problema n1 (30 pts) a) Un tcnico propone una mquina frigorfica reversible que utilizando 24 J absorba 12 J de una fuente trmica a 10C y ceda 36 J a una fuente trmica a 30C. Recomendara usted la fabricacin de este dispositivo? Respuesta En primer lugar, verificamos si los datos relativos a la mquina verif PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de s) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario d puntos) b) Explique porque el s, en un cambio de fase lquido-vapor se puede estimar como: fg h s T Como en un cambio de fase T y P son constantes, por primera ley Q=H, adems la relacin para el cambio de entropa en un cambio de fase dQ S T tiene la forma Q H S S T T y para la evaporacin H=Hfg. Por lo tanto: HFG S T . Obs. La solucin es anloga si se utilizan propiedades especficas. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. c) Indique si para una expansin en una turbina isoentrpica es posible o no utilizar la ecuacin h= vP y comente el motivo La relacin h= vP no es posible utilizarla en una expansin de estas caractersticas pues estara suponiendo una expansin a v constante (incompresible) lo que no es vlido para la zona gaseosa pues la densidad vara considerablemente con la presin. (10 puntos) PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Parte Ejercicios (70 pts) Problema n1 (30 pts) a) Un tcnico propone una mquina frigorfica reversible que utilizando 24 J absorba 12 J de una fuente trmica a 10C y ceda 36 J a una fuente trmica a 30C. Recomendara usted la fabricacin de este dispositivo? Respuesta En primer lugar, verificamos si los datos relativos a la mquina verifPONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de e vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012 sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera etapa hasta una presin de 2 MPa. Luego se recalienta hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. , , , 12 2220 0 ( 15) 333 1000 4190 0 1000 4395, 6 50, 28 56 4190 23 1000 234, 64 23 abs hielo hielo p hielo hielo fusion hielo p agua abs f abs f ced agua p agua ced f ced f Q PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Problema n2 (40 pts) Un ciclo de potencia cuenta en su sistema con una turbina adiabtica de dos etapas. A la primera etapa, ingresa vapor a 8 Mpa y 550C. El vapor se expande en la primera hasta 550C antes de expandirse en la segunda etapa hasta una presin de 200 kPa. La produccin de la turbina es de 80 MW. Suponiendo una eficiencia isoentrpica del 88% para cada etapa de la turbina, determine: a) El diagrama T-S del proceso b) El flujo msico necesario de vapor (kg/s) Respuesta El esquema del proceso es: Los datos de cada una de las corrientes es: Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE ESCUELA DE INGENIERIA DPTO. DE ING. QUMICA Y BIOPROCESOS IIQ1003 TERMODINMICA Pauta Interrogacin 2 Semestre 2012/1 (11/06/2012) Jos Luis Salazar N. Asumiendo 100% eficiencia isoentrpica (10 puntos) La potencia real que entrega la turbina es de 80 MW, luego, considerando la eficiencia del 88%, la potencia ideal ser: (10 puntos) El balance de