Clase Práctica de Primera Ley de La Termodinámica
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Clase práctica de PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA Con la realización de estos ejercicios obtendrá un mayor dominio de las ecuaciones de trabajo y calor.!!! 1. El radiador de un sistema de calentamiento tiene un volumen de 20 litros. Cuando se llena con vapor saturado y seco con una presión de 1.41 kgf/cm 2 , se le cierran todas las válvulas. ¿Cuánto calor había sido transmitido al cuarto una vez que la presión del vapor alcanzó un valor de 0.7 kgf/cm 2 ? 2. Un gas inicialmente a 300 K se somete a una expansión isobárica a 2.5 kPa. Si el volumen aumenta de 1 m 3 a 3 m 3 , y si 12.5 kJ de energía se transfieren por calor, calcule a) el cambio en la energía interna b) su temperatura final. 3. Un cilindro provisto de un émbolo, tiene un volumen inicial de 2 pie 3 y contiene nitrógeno a 20 psi y 80 °F. El émbolo se mueve comprimiendo el gas hasta que la presión de 160 psi y la temperatura de 300 °F. Durante ésta compresión se transmite calor del nitrógeno al exterior y el trabajo efectuado sobre éste es de 9.15 Btu. Determine la magnitud del calor. Considere el N2 como el sistema y comportamiento ideal. 4. Un recipiente con un volumen de 10 pie 3 contienen 3 lbm de una mezcla de agua líquida y vapor de agua en equilibrio a una presión de 743.53 psi. a) Calcule el volumen y masa del líquido b) Calcule el volumen y masa del vapor. 5. Un tanque de almacenamiento de 100 pie 3 de capacidad está provisto de una tapa móvil a manera de émbolo. Inicialmente se encuentra almacenada una mezcla de agua vapor-líquido a un tercio de la capacidad volumétrica en una proporción de 80 % de vapor en volumen y el émbolo permanece inmóvil, en equilibrio con la presión externa. Se necesita calentar el contenido del tanque para aumentar el contenido del vapor que posteriormente será enviado a un sistema de intercambio de calor. Se aplica calor hasta llegar al máximo volumen y luego hasta alcanzar una presión de 200 lbf/pulg 2 . a) Encuentra el trabajo realizado en el proceso total.
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Clase práctica de PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Con la realización de estos ejercicios obtendrá un mayor dominio de las ecuaciones de
trabajo y calor.!!!
1. El radiador de un sistema de calentamiento tiene un volumen de 20 litros. Cuando se llena con vapor saturado y seco con una presión de 1.41 kgf/cm2, se le cierran todas las válvulas. ¿Cuánto calor había sido transmitido al cuarto una vez que la presión del vapor alcanzó un valor de 0.7 kgf/cm2?
2. Un gas inicialmente a 300 K se somete a una expansión isobárica a 2.5 kPa. Si el
volumen aumenta de 1 m3 a 3 m3, y si 12.5 kJ de energía se transfieren por
calor, calcule a) el cambio en la energía interna b) su temperatura final.
3. Un cilindro provisto de un émbolo, tiene un volumen inicial de 2 pie3 y contiene
nitrógeno a 20 psi y 80 °F. El émbolo se mueve comprimiendo el gas hasta que
la presión de 160 psi y la temperatura de 300 °F. Durante ésta compresión se
transmite calor del nitrógeno al exterior y el trabajo efectuado sobre éste es de
9.15 Btu. Determine la magnitud del calor.
Considere el N2 como el sistema y comportamiento ideal.
4. Un recipiente con un volumen de 10 pie3 contienen 3 lbm de una mezcla de agua líquida y vapor de agua en equilibrio a una presión de 743.53 psi.
a) Calcule el volumen y masa del líquido b) Calcule el volumen y masa del vapor.
5. Un tanque de almacenamiento de 100 pie3 de capacidad está provisto de una tapa móvil a manera de émbolo. Inicialmente se encuentra almacenada una mezcla de agua vapor-líquido a un tercio de la capacidad volumétrica en una proporción de 80 % de vapor en volumen y el émbolo permanece inmóvil, en equilibrio con la presión externa. Se necesita calentar el contenido del tanque para aumentar el contenido del vapor que posteriormente será enviado a un sistema de intercambio de calor. Se aplica calor hasta llegar al máximo volumen y luego hasta alcanzar una
presión de 200 lbf/pulg2.
a) Encuentra el trabajo realizado en el proceso total.
b) Encuentra el calor proporcionado al tanque.
Rolando Guevara
Mezcla Liq-Vapor
100 pie 3100 pie 3
P=cte V=cte
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