8/20/2019 A Práctica Dirigida 3A Termo I 2015

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Termodinámica I

Nivelación 2015-II Ing. Serapio Quillos Ruiz 1

PRÁCTICA DIRIGIDA Nº 3

P-1:Un sistema formado por vapor de agua

experimenta un ciclo Carnot. El estado al final del

 proceso de compresión es líquido saturado, y el

estado al final del proceso de expansión es vapor

saturado. La temperatura al comienzo del procesode compresión es de 16°C, y el rendimiento del

ciclo es del 20%.

Determinar:

1.  Determinar la presión inicial y final del

 proceso de absorción de calor, y la calidad al

comienzo del proceso de compresión.

2.  Determinar la magnitud del calor.

P-2:Las condiciones de la TV son 500 Kpa-300 °C y 7 Kpa, 94% de calidad. En un punto

intermedio de la turbina, la presión es de 100 Kpa y la entalpía 2 750 Kj/K, se extrae un 7,5%

del vapor circulante, a velocidad despreciable, para calentamiento. La sección e la turbina a la

salida son de 0,83 m2.

1.  Dibujar el diagrama T-S.

2.  Para obtener una potencia de 5 Mw,

calcular el caudal másico de la TV de la

turbina.

3.  Determinar la velocidad de salida del

vapor de la TV, para la potencia de 5

Mw.

P-3:Un motor de 6 cilindros con diámetro de 10 cm y una carrera del pistón igual a 10 cm.

Funciona con base en el ciclo de Carnot, recibe 54 Kj de energía térmica por ciclo a 833 °K y

cede calor a 555 °K, mientras trabaja a 300 rpm. Determinar la Pme y la potencia del motor.

P-4:La sustancia de trabajo de una máquina de Carnot es una masa de 0,05 Kg de aire, la

temperatura máx. del ciclo es de 940 °K, y la Pmáx. es de 8,4 x 103 Kpa.

El calor suministrado por ciclo es de 4,2 Kj. Determinar el volumen máx. del cilindro si la

temperatura mínima durante el ciclo es de 300 °K.

16

S 

T °C

2 3

1 4 

2

3

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Termodinámica I

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P-5:Una máquina termodinámica funciona en base al ciclo Carnot, y produce 50 Kw, cuando

trabaja entre temperaturas de 800 °C-100 °C. Determinar la ηt y Qs 

P-6:Si una terma Carnot de ciclo inverso extrae 40 000 w de un depósito frio, la temperatura de

este último es de 260 K y la de un depósito caliente que interviene también en el sistema, esde 320 °K. Determinar la potencia requerida para la operación del sistema frigorífico.

P-7:En la figura del ciclo de Carnot, con

x1 = 0,25 y x3 = 0,849, determinar:

a)  Trabajo.

 b) 

Calor suministrado.

c)  Eficiencia térmica.

P-8:Un ciclo de Carnot reversible empleado como ciclo de potencia, que usa un gas ideal de

coeficiente adiabático 1.4 como fluido de trabajo, opera entre las temperaturas 300 °K y 500

°K. La presión máxima del ciclo es 2.50 bar, y en la etapa de expansión isoterma el gas

aumenta su volumen específico hasta alcanzar 0.040 m3/mol. Dato: R = 8,314 kJ/(K ⋅kmol).a)

 

Determine el volumen específico, presión y temperatura de todos los puntos notables del

ciclo.

 b) 

Si el ciclo se repite dos veces por segundo, determine la potencia desarrollada.

P-9:Un gas ideal diatómico recorre el siguiente ciclo: partiendo del el estado de coordenadas,

V = 4,001, P = 4 atm. T = 600 °K, se dilata isotérmicamente hasta duplicar su volumen.

Después se comprime a presión constante hasta su volumen inicial. Finalmente se calienta a

volumen constante hasta que alcanza la presión original. Calcule el rendimiento del ciclo.

P-10:Una máquina térmica que funciona entre 200 °C y 80 °C de su rendimiento teórico. ¿Cuánta

energía debe absorber para realizar 10 de trabajo?