presión y trabajo mecánico

DISCUSIN #1 CICLO 01/2015

1. La presin que muestra el manmetro de un tanque de aire de un buzo es de 75 kPa cuando el buzo se sumerge 10 m. A qu

profundidad el manmetro marcar una presion de 0 kPa?

La ecuacion que describe la presion del manometro en el estado 1 es la siguiente:

Donde Psurr es la presion de los alrededores, se describe as:

Sustituyendo para el estado uno:

De lo que despejando el valor de la presin, sustituyendo la presion atmosferica por 101.325kPA y la presion de altura

por la densidad del agua 1000[kg/m^3) y la altura incial de 10m. Podemos obtener que

Pgas=271.425[kpa]

para el momendo donde Pman=0 diferencia de presion debe ser 0 por tanto Psurr=Pgas

utilizando la misma ecuacion planteada anteriormente se puede despejar la nueva altura del gas.

H=17.319[m]

2. Un gas atraviesa un proceso, comienza a P1=1 Bar y ocupa un volumen de 1 litro, luego es comprimido utilizando un arreglo

cilindro piston hasta una presion de P2=4 Bar. Si la relacion PV se mantiene constante determine el volumen a una presion de

3 bar. Grafique el proceso y repita para una relacion linear del proceso pv.

Utilizando la relacion puede determinarse que V2=0.25 L

Graficando para una funcin de la presin en funcin del volumen:

V|3bar=1/3 L

Para una relacion linear obtenida con los puntos (V,P): (0.25,4) y (1,1)

3. Un pistn de 5 kg en un cilindro con un dimetro de 100 mm es cargado con un resorte

lineal y presin atmosfrica de 100 kPa. El resorte no ejerce fuerza cuando el pistn

est al fondo del cilindro, y para el estado mostrado, la presin es de 400 kPa con un

volumen de 0.4 L. Se abre la vlvula y deja entrar un poco de aire ocasionando que el

pistn se eleve 2 cm. Cul es la nueva presin?

Del planteamiento del problema se obtiene:

De donde

Siendo h1=0.05

Con los datos disponibles podemos obtener la constante del resorte

K=45.096 kN*m

Sustituyendo en la misma ecuacin una nueva altura h2=0.05

Podemos obtener la nueva presin

P=4kPa

4. Se ha propuesto una nueva escala absoluta de temperaturas. En esta escala el punto de fusin del agua es 150S y el punto de

ebullicin del agua es 300S. Determine cules temperaturas en C corresponden a 100S y 400S.

Utilizando una relacin de tringulos debido a la linealidad de las escalas:

300 150

100 0=300

100

De donde podemos obtener sustitoyendo para 100 s y 400s

Se obtiene

C|100=-33.33C

C|400=166.66C

5. Una tubera pasa a travs de un muro con dimensiones como se muestra en la figura, asumiendo que la temperatura vara de

forma linear en el eje x desde 20C a -6C el agua de la tubera se congelar?

Por la variacin lineal puede trabajarse como un promedio de temperaturas :

T=7C

Por tanto no congela