Tcnica en refrigeracin y climatizacin Taller en Clase N 1 Magnitudes y Unidades de Medidas 1-Unmanmetroseusaparamedirlapresinenunrecipiente.Elfluidoquese emplea tiene una densidad relativa de 0.85 y la altura de la columna del manmetro es de 55 cm, como se ilustra en la figura. Si la presin atmosfrica local es de 96 kPa, determine la presin absoluta dentro del recipiente. Un manmetro se usa para medir la presin en un recipiente. El fluido que se emplea tiene una densidad relativa de 0.85 y la altura de la columna del manmetro es de 55 cm, como se ilustra en la figura. Si la presin atmosfrica local es de 96 kPa, determine la presin absoluta dentro del recipiente. 2-Determine la presin atmosfrica en Kpa y Psi en un lugar donde la lectura baromtrica es 740 mm Hg y la aceleracin gravitacional es g9.81 m/s2. Suponga que la temperatura del mercurio es de 10 C, a la cual su densidad es 13 570 kg/m3. 3- La masa del mbolo de un dispositivo vertical de cilindro-mbolo que contiene ungas,esde60kgysureadeseccintransversalesde0.04m2,comose muestra en la figura. La presin atmosfrica local es de 0.97 bar y la aceleracin gravitacionales9.81m/s2.a)Determinelapresindentrodelcilindro.b)Sise transfiereelcaloralgasyseduplicasuvolumen,esperarauncambioenla presin interna del cilindro? 4- Un oficinista dice que una taza de caf fro en su escritorio se calent hasta 80 C, al tomar energa del aire que lo rodea, que est a 25 C. Hay algo de verdad en su aseveracin? Viola ese proceso alguna de las leyes de la termodinmica? 5- En un tcnico afirma que una mquina de turboventilador con engranes produce 15 000 libras de empuje para impulsar aire dentro de un gran hangar. La libra que se menciona aqu es lbm o lbf? Explique. 6- Determine la masa y el peso del aire contenido en un recinto cuyas dimensiones son 6 m x 6 m x 8 m. Suponga que la densidad del aire es 1.16 kg/m3. 7- El punto de ignicin de un gas es 363 F. Cul es la temperatura de punto de ignicin en C, K y R?8- La temperatura del aire ambiente encierto cuarto frio se midecomo 40 C. Exprese esta temperatura en unidades Fahrenheit (F), Kelvin (K) y Rankine (R). 9-Loshumanossesientenmscmodoscuandolatemperaturaestentre65Fy75F.Expreseesoslmitesde temperatura en C. Convierta el tamao del intervalo entre esas temperaturas (10 F) a K, C y R. Hay alguna diferencia si lo mide en unidades relativas o absolutas? 10- La temperatura del gas R-22 cambia en 10 F durante un proceso. Exprese este cambio de temperatura en unidades Celsius (C), Kelvin (K) y Rankine (R) 11- La presin a la salida de un compresor de gas es 150 psia. Cul es la presin en kPa? 12- Si la presin dentro de una botellaquecontiene R-134a es 1 500 mmHg, cul esestapresin en libras-fuerza por pulgada cuadrada (psi)? 13- La presin de helio en el interior de una pipeta es 1 250 mm Hg. Cul es esa presin en kPa? 14- Calcule la presin atmosfrica en un lugar donde la indicacin del barmetro es 750 mm Hg. Suponga que la densidad del mercurio es 13 600 kg/m3. 15-Un vacumetroconectadoaunrecipienteindica 30kPa enunlugardondelapresinbaromtricaes750mmHg. Determine la presin absoluta en el recipiente. Suponga que = 13 590 kg/m3 16- La presin de vaco de un condensador est dada como 80 kPa. Si la presin atmosfrica es de 98 kPa, cul es la presin manomtrica y la presin absoluta en kPa, kN/m2, lbf/pulg2, psi y mm Hg? 17- Un gas est contenido en un dispositivo vertical de cilindro-mbolo entre los que no hay friccin. El mbolo tiene una masa de 3.2 kg y un rea de seccin transversal de 35 cm2. Unresortecomprimidosobreelmboloejerceunafuerzade150N.Silapresin atmosfrica es de 95 kPa, calcule la presin dentro del cilindro. 18-Seconectanunmedidoryunmanmetroaunrecipientedegasparamedirsu presin. Si la lectura en el medidor es 80 kPa, determine la distancia entre los dos niveles defluidodelmanmetrosisteesa)mercurio( =13600kg/m3)ob)agua( =988 kg/m3). 19- Una casa pierde calor a 2 700 kJ/h por C de diferencia de temperaturas interior y exterior. Exprese la tasa de prdida de calor de esa casa por cada a) K, b) F y c) R de diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior. 20- Se considera que una hipertermia de 5 C (es decir, aumento de 5 C respecto a la temperatura normal del organismo) es mortal. Exprese ese valor mortal de hipertermia en a) K, b) F y c) R. 21- La eficiencia de un refrigerador aumenta 3 por ciento por cada C de aumento en su temperatura mnima. Cul es el aumento de eficiencia por cada a) K, b) F y c) R de aumento de temperatura? 22- La temperatura de ebullicin del agua disminuye aproximadamente 3 C por cada 1 000 m de aumento en altitud. Cul es la disminucin de la temperatura de ebullicin en a) K, b) F y c) R por cada 1 000 m de aumento de altitud?. 23- Un sistema de acondicionamiento de aire requiere un tramo de ducto de 20 m de longitud y de 15 cm de dimetro, que debe colocarse bajo el agua. Determine la fuerza dirigida hacia arriba que el agua ejercer sobre el ducto. Suponga que las densidades del aire y del agua son 1.3 kg/m3 y 1 000 kg/m3, respectivamente. 24- Se sabe bien que el aire fro se siente mucho ms fro cuando hace viento, que lo que indica el termmetro; eso se debealefectofrigorficodelviento.Sedebealaumentoenelcoeficientedetransferenciadecalorporconveccinal aumentar la velocidad del aire. La temperatura equivalente por enfriamiento de viento, en F, se determina con la ecuacin [ASHRAE, Handbook of Fundamentals (Atlanta, GA, 1993), p. 8.15]: dondeVeslavelocidaddelviento,enmi/h,yTambientelatemperaturadelaireambiente,enF.Sesuponequeelaire ambienteesinmvilcuandolosvientossonligeros,hastade4mi/h.Laconstante91.4Fenestaecuacinesla temperatura promedio de la piel de una persona en reposo, en un ambiente confortable. La temperatura equivalente con aireaTambiente,enmovimientoalavelocidadV,sesentircomosielaireestuvieraalatemperaturaTequiv.Apliquelos factores de conversin adecuados para obtener una ecuacin equivalente en unidades SI, donde V sea la velocidad del viento, en km/h, y Tambiente sea la temperatura del aire ambiente en C. 25-Undispositivocilindro-mboloverticalcontieneungasaunapresinabsolutade180kPa.Lapresinatmosfrica exterior es 100 kPa, y el rea del mbolo es de 25 cm2. Determine la masa del mbolo. 26-LapresinatmosfricamediaenlaTierrasedeterminaaproximadamenteenfuncindelaaltitud,conlaecuacin Patm = 101.325 (1 - 0.2256z)5.256, donde Patm es la presin atmosfrica en kPa, y z, la altitud en km; z = 0 al nivel del mar. Calcule las presiones atmosfricas aproximadas en Atlanta (z = 306 m), Denver (z = 1 610 m), Ciudad de Mxico (z = 2 309 m) y la cima del Monte Everest (z = 8 848 m). 27- Para medir presiones se suelen usar transductores de presin, que generan seales analgicas, por lo general de 4a20mA,ode0a10Vcd,enrespuestaalapresin aplicada. Se puede usar el sistema cuyo esquema muestra lafiguraparacalibrartransductoresdepresin.Un recipiente se llena con aire a presin, y se mide la presin con el manmetro conectado a l. Para regular la presin dentro del recipiente se usa una vlvula. Al mismo tiempo, se miden la presin y la seal elctrica con varios ajustes, y se tabulan los resultados.Para el conjunto siguiente de mediciones, obtenga la curva decalibracin que tenga la formaP= a*I+b, donde ay b sonconstantes,y calcule la presin que corresponde a una seal de 10 mA 28- Con un barmetro se miden las presiones atmosfricas en la azotea y al pie de un edificio, y resultan 96.0 y 98.0 kPa. Si la densidad del aire es 1.0 kg/m3, la altura del edificio es a)17 m b) 20 mc) 170 m d) 204 m e) 252 m 29-Duranteunprocesodecalentamiento,latemperaturadeunobjetoaumenta10C.Esteaumentodetemperatura equivale a un aumento de a) 10 F b) 42 F c) 18 K d) 18 R e) 283 K 30- Al nivel del mar, el peso de una masa de 1 kg, en unidades SI, es 9.81 N. El peso de 1 lbm, en unidades inglesas, es a) 1 lbfb) 9.81 lbfc) 32.2 lbfd) 0.1 lbfe) 0.031 lbf