TERMODINÀMICA

PRIMERA DE LEY DE LA TERMODINAMICA PARA SISTEMA CERRADO

1. Un dispositivo cilíndrico vertical de embolo y cilíndrico contiene agua y se calienta encima de una estufa. Durante el proceso, 65 BTU de calor se transfieren al agua y las perdidas por las paredes laterales son de 8 BTU. El ascenso del pistón es el resultado de la evaporación y se realiza un trabajo de frontera de 5 BTU. Determine el cambio en la energía del agua para este proceso.

2. Si 8 lb de hidrogeno sufren un proceso de calentamiento a presión constante, desde 100°F hasta 245 °F determina: El calor proporcionado en BTU. El cambio de energia Interna BTU.

3. Se calienta agua en un recipiente cerrado encima de una estufa mientras se agita con un agitador de paleta. Durante el proceso 30 Kj de calor se transfieren al agua y 5 Kj de calor se pierden al aire del medio ambiente. La cantidad de trabajo realizado por el agitador es de 500 N.m. Determine la energía final del sistema, si su energía inicial es de 10 kj.

4. Un tanque rígido aislado contiene 1.5 lbmol de helio a 80 ºF y 50 psias. Una rueda de paleta con una potencia nominal de 0.02 hp es operada dentro del tanque por 30 minutos a) Determine la temperatura final y b) La presion final del helio.

5. Un tanque de 10 ft 3 contiene inicialmente oxigeno a 14.7 psias y 80 oF. Una rueda con paletas dentro del tanque se hace girar hasta que la presion interior aumenta a 20 psias. Durante el proceso se pierden 20 BTU de calor al medio ambiente. Determine el trabajo realizado por la rueda de paleta. Desprecie la energía almacenada en la rueda. Cv oxigeno = 0.157 BTU/lb mol oR.

6. Un tanque rígido contiene 20 lbm de aire a 50 psia y 800F. El aire se calienta hasta que su presión se duplica. Determine a) el volumen del tanque y b) la cantidad de calor transferido.

7. Una habitación de 4*5*6 m se calienta con un calentador de resistencia. Se desea que el calentador sea capaz de aumentar la temperatura del aire en la habitación de 7 a 230C en un tiempo de 15 min. Suponiendo que no hay pérdidas de calor desde la habitación y que la presión atmosférica es de 100 kPa, determine la potencia requerida por el calentador. Suponga que los calores específicos son constantes a la temperatura ambiente.

8. Se tiene un dispositivo de cilindro-embolo cuyo embolo se encuentra en reposo sobre la parte superior de un juego de topes e inicialmente contiene 0.5 kg de gas helio a 100 kPa y 250C. La masa del embolo es tal que se requieren 500 kPa de presión para subirlo. ¿Cuánto calor debe ser transferido al helio antes de que el embolo empiece a subir?