ACTIVIDADA 6.

TRABAJO COLABORATIVO 1

Presentado por:

AMANDA MEJIA VARGAS

Código: 24718997

Grupo:

201015_145

Al tutor:

RUBEN DARIO MUNERA TANGARIFE

Ingeniero Químico

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

Curso de Termodinámica

Septiembre de 2015

Fase 1 (Individual):

Cada estudiante deberá desarrollar de forma individual todos los ejercicios que se listan a continuación, el documento en Word con todos los procedimientos deberá ser colgado en el foro. De acuerdo al último digito de su número de grupo colaborativo cada estudiante deberá trabajar con los datos asignados en la Tabla 1

1. Un sistema cerrado pasa por un proceso en el que no hay cambio de energía interna. Durante este proceso, el sistema produce la cantidad de trabajo indicada para su grupo en la Tabla 1. Calcule el calor transferido durante este proceso, en Julios.

Datos: ∆∪=0 ,W=52,4BTU

Tenemos la ecuación de energía interna

∆∪=Q−WDespejamos calor

Q=∆∪−W

Q=0−52.4 BTU

1BTU−−−1055.056J52.4 BTU−−−−x ?

x=55,290 J

Q=55,290 J

2. El dióxido de carbono contenido en un dispositivo de cilindro-émbolo se comprime de 0.3 a 0.1 m3. Durante el proceso, la presión y el volumen se relacionan con P = a * V-2, donde la constante a toma el valor asignado a su grupo en la Tabla 1.

Calcule el trabajo efectuado sobre el dióxido de carbono durante este proceso.

Datos: V1= 0.3m3

V2= 0.1m3

P= a *V2

Ca= 4.5 Kpa/m3

Hallamos presiónp=a∗V 2

p= 4.5Kpam3

∗0.3m3

p=−1.35kpa

Tenemos w=p(v 2−v 1)

w=−1.35kpa∗(0.1m3−0.3m3)

w=−1.35kpa∗(−0.2 )

w=0.27 kj

3. La masa de aire asignada a su grupo en la Tabla 1, se encuentra a 150 kPa y 12°C y está confinada dentro de un dispositivo de cilindro-émbolo hermético y sin fricción. A continuación se comprime hasta una la presión final asignada a su grupo en la misma tabla. Durante el proceso, se retira calor del aire de tal modo que permanece constante la temperatura en el interior del cilindro. Calcule el trabajo consumido durante este proceso.

Datos: m: 6,3Kg T= 12°C + 273.15 °K = 285.15°K P1= 150 P2= 400 W= ¿? R= 0.287Kj/Kg.K n=0.52 constante

W=m.R .T1−n

W=(6,3 kg)¿¿

W=1,074.12Kj4. En una turbina de flujo estacionario, se expande aire de 1 000 kPa y 600°C en la

entrada, hasta 100 kPa y 200°C en la salida. El área y la velocidad de entrada se indican en la Tabla 1 de acuerdo al número de su grupo, la velocidad de salida es 10 m/s. Determine la tasa de flujo de masa, y el área de la salida.

Datos: Entradaa1= 0,26m2

Vm1= 22m/sT°1= 600°C + 273°K= 873°KP1= 1000Kpa

Salida:a2= ¿?Vm2= 10m/sT°2= 200°C+ 273°K= 473°KP2 = 100 kpaM=¿?

Se halla el volumen a la entrada de la turbina

v1= R∗T 1p1

=(0.287 Kpam3Kg

.K ) (873° K )

1000Kpa=0.2506m

3

kg

v2= R∗T 2p2

=(0.287 Kpam3Kg

.K ) (473 ° K )

1000Kpa=1.3575m

3

kg

Se sustituye para conocer el flujo másico del aire

m=Vm 1∗A1v1

=( 22mseg ∗0.26m2)0.2506m3

kg

=22.82kg /seg

Se despeja A para hallar el área de salida de la turbina

A2=m∗v 2Vm2

=( 22.82kgseg )∗( 1.3575m3kg )

10m / seg=3,097m2

5. Un flujo de agua fría a 25°C entra a una cámara mezcladora a una razón de 0.5 kg/s, y se mezcla con un flujo de agua caliente que se encuentra a la temperatura asignada a su grupo en la Tabla 1. Se desea que la mezcla salga de la cámara a la temperatura asignada en la misma tabla. Calcule el flujo de masa de agua caliente requerida. Suponga que todos los flujos están a la presión de 250 kPa.

Datos: T1= 25°CM1= 0.5kg/sT2= 100°CT3= 65°CP= 250Kpa

Tenemos entalpias del aguaA 25°C h1= 105,5Kj/kgA 100°C h2= 419,1Kj/kgA 65°C h3= 272,0 Kj/kg

Aplicamos la ecuación de balance de energía

m 1h1+m 2h2=m3h3m 1h1+m 2h2=(m 1+m2)h3

Se despeja m2

m 2=m1 h1−h3h3−h2

Se halla el flujo de masa

m 2=

0.5kgs

∗( 105,5Kjkg−272,0Kj

kg )(272.0KjKg

−419,1Kjkg )

m 2=0,566kgs

Bibliografía

Múnera R. (2013) módulo de termodinámica, Universidad Nacional Abierta y a Distancia, Palmira, Valle.

Cengel Y. y Boles M. (2002) termodinámica, 6ta edición, Universidad de nevada y universidad del estado de carolina del norte