UNIVERCIDAD DE LA GUAJIRA Marzo 15 de 2022

FACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL

TERMODINAMICA

DOCENTE ESPERANZA DIAZ RESTREPO

SOLUCION EJERCICIOS

1. Un tanque rígido cuyo volumen es de 1.2 pie3 contiene agua a 400 psia y 550 °F.

Determine la masa, energía interna y entalpia de la sustancia.

DATOS DETERMINAR

SUSTANCIA: AGUA

Volumen = V = 1.2 pie3 masa = m

Presión = P = 400 psia energía interna = U

Temperatura = 550 °F entalpia = H

Se debe determinar la fase como primer paso para lo cual hallamos la temperatura de

saturación con la presión dada utilizando la tabla de agua saturada y el sistema ingles

Tsat@400 psia = 444.62 °F Tdada > Tsat@400 psia

La fase es VAPOR SOBRECALENTADO

Para determinar masa, energía interna y entalpia utilizamos la tabla de VAPOR DE AGUA

SOBRECALENTADO con 400 psia y 550 °F

v = 1.3840 pie3/lbm para determinar la masa tenemos m = V/v

u = 1174.9 BTU/lbm m = 1.2 pie3 / 1.3840 pie3/lbm

h = 1277.3 BTU/lbm m = 0.86705 lbm

U = u x m = (1174.9 BTU/lbm) (0.86705 lbm) = 1018.697 BTU

H = h x m = (1277.3 BTU/lbm) (0.86705 lbm) = 1107.483 BTU

2. Determine el volumen específico, la energía interna específica y la entalpia especifica de

refrigerante R134a comprimido a 20 °C y 400 kPa.

DATOS DETERMINAR

SUSTANCIA: REFRIGERANTE 134a volumen específico = v

Temperatura = 20 °C energía interna especifica = u

Presión = P = 400 kPa entalpia especifica = h

Se debe determinar la fase como primer paso para lo cual hallamos la presión de

saturación con la temperatura dada utilizando la tabla de Refrigerante 134a saturado y el

sistema internacional

Psat@20 °C = 572.07 kPa Pdada < Psat@20°C

La fase es VAPOR SOBRECALENTADO

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Sustancias Puras termo y más Ejercicios en PDF de Termodinámica solo en Docsity!

UNIVERCIDAD DE LA GUAJIRA Marzo 15 de 2022 FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA AMBIENTAL TERMODINAMICA DOCENTE ESPERANZA DIAZ RESTREPO SOLUCION EJERCICIOS

Un tanque rígido cuyo volumen es de 1.2 pie^3 contiene agua a 400 psia y 550 °F. Determine la masa, energía interna y entalpia de la sustancia. DATOS DETERMINAR SUSTANCIA: AGUA Volumen = V = 1.2 pie^3 masa = m Presión = P = 400 psia energía interna = U Temperatura = 550 °F entalpia = H Se debe determinar la fase como primer paso para lo cual hallamos la temperatura de saturación con la presión dada utilizando la tabla de agua saturada y el sistema ingles Tsat@400 psia = 444.62 °F Tdada > Tsat@400 psia La fase es VAPOR SOBRECALENTADO Para determinar masa, energía interna y entalpia utilizamos la tabla de VAPOR DE AGUA SOBRECALENTADO con 400 psia y 550 °F v = 1.3840 pie^3 /lbm para determinar la masa tenemos m = V/v u = 1174.9 BTU/lbm m = 1.2 pie^3 / 1.3840 pie^3 /lbm h = 1277.3 BTU/lbm m = 0.86705 lbm U = u x m = (1174.9 BTU/lbm) (0.86705 lbm) = 1018.697 BTU H = h x m = (1277.3 BTU/lbm) (0.86705 lbm) = 1107.483 BTU
Determine el volumen específico, la energía interna específica y la entalpia especifica de refrigerante R134a comprimido a 20 °C y 400 kPa. DATOS DETERMINAR SUSTANCIA: REFRIGERANTE 134a volumen específico = v Temperatura = 20 °C energía interna especifica = u Presión = P = 400 kPa entalpia especifica = h Se debe determinar la fase como primer paso para lo cual hallamos la presión de saturación con la temperatura dada utilizando la tabla de Refrigerante 134a saturado y el sistema internacional Psat@20 °C = 572.07 kPa Pdada < Psat@20°C La fase es VAPOR SOBRECALENTADO

Para determinar volumen especifico, energía interna especifica y entalpia especifica utilizamos la tabla de REFRIGERANTE SOBRECALENTADO con 20 °C y 400 kPa v = 0.054213 m^3 /kg u = 244.18 KJ/kg h = 265.86 KJ/kg

Un dispositivo cilindro-embolo contiene 5 Kg de Refrigerante 134a a 700 kPa y 0.175 m^3. Se extrae calor isotérmicamente hasta que parte del vapor se condense y el líquido ocupe un volumen igual a 2.8x10-3^ m^3 en este instante se fija el embolo y el sistema se calienta hasta obtener una sola fase. Determine a. La Temperatura inicial del proceso b. El volumen total y la presión cuando el embolo se fija. c. La presión y la Temperatura al final del proceso. DATOS DETERMINAR SISTEMA: CILINDRO PISTON T 1 =? SUSTANCIA: REFRIGERANTE 134a V 2 =? P 2 =? PROCESO 1-2: ISOTERMICO P 3 =? T 3 =? PROCESO 2-3: ISOCORICO ESTADO 1 ESTADO 2 ESTADO 3 m = 5 kg VAPOR HUMEDO v 2 = v 3 P 1 = 700 kPa VL = 2.8x10-3^ m^3 SE OBTIENE UNA SOLA FASE V 1 = 0.175 m^3 T 1 = T 2 VL = VOLUMEN DEL LIQUIDO ESTADO 1 Se halla volumen especifico v 1 = V 1 / m = 0.175 m^3 / 5 kg = 0.035 m^3 / kg P 1 = 700 kPa con v 1 = 0.035 m^3 / kg Para hallar la fase se determina volumen especifico del líquido saturado (vf) y del vapor saturado (vg) con la presión 700 kPa vf@700kpa = 0.0008331 m^3 /kg vg@700kpa = 0.029361 m^3 /kg vdado > vg La fase es VAPORSOBRECALENTADO a. Se halla la temperatura para definir el estado 2 utilizando la tabla de Refrigerante R134a sobrecalentado T 1 = 60.83 °C T(°C) v(m^3 /kg) interpolando 60 0.034875 T1 = 60.83 °C 70 0.

sobrecalentado. El volumen 3 es igual al volumen de vapor saturado: v 3 = vg = 0.0051804 m^3 / kg T(°C) P(kPa) vg (m^3 /kg) 85 2928.2 0. 90 3246.9 0. T 3 = 86.723 °C P 3 = 3038.004 kPa

Un dispositivo de cilindro-embolo contiene una mezcla saturada Liquido-Vapor de agua a 250 kPa y 4.5 m3. Al inicio 4 Kg de agua están en la fase liquida y el resto, en la fase vapor. Después se transfiere calor al agua y el pistón que descansa sobre un conjunto de topes, empieza a moverse cuando la presión interior alcanza 450 kPa. Determine: a. La masa total del sistema. b. Temperatura y la calidad inicial del proceso. c. La Temperatura cuando empieza a moverse el émbolo. d. El cambio de energía interna total. SISTEMA: CILINDRO EMBOLO SUSTANCIA: AGUA PROCESO: ISOCORICO ESTADO 1 ESTADO 2 Fase vapor húmedo P 2 = 450 kPa P 1 = 250 kPa V 2 = V 1 = 4.5 m^3 V 1 = 4.5 m^3 mL = 4 kg a. La masa total del sistema ESTADO 1 VL = (mL ) vf = (4 kg) (0.001067 m^3 /kg) = 0.004268 m^3 Vv = V – VL = 4.5 m^3 - 0.004268 m^3 = 4.4957 m^3 mV = VV /vg = 4.4957 m^3 /0.71873 m^3 /kg = 6.255 kg mT = mL + mV = 4 kg + 6.255 kg = 10.255 kg b. Hallar la Temperatura y la calidad inicial del proceso T 1 = Tsat@250kPa = 127.41 °C La calidad X = mV / mT = 6.255 kg / 10.255 kg = 0.61 = 61% c. La Temperatura cuando empieza a moverse el embolo ESTADO 2 P 2 = 450 kPa

V 2 = V 1 = 4.5 m^3 v 2 = V 2 / mT = 4.5 m^3 / 10.255 kg = 0.4388 m^3 Determinar la fase: en la tabla de agua saturada a presión se halla volumen especifico de liquido saturado y de vapor saturado vf@450kPa = 0.001088 m^3 /kg vg@450kPa = 0.41392 m^3 /kg v 2 > vg VAPOR SOBRECALENTADO Tabla de vapor de agua sobrecalentado Presión de 400 kPa = 0.40 MPa T (°C) v (m^3 /kg) T = 125.76 °C 143.61 0. 150 0.

Presión de 500 kPa = 0.5 MPa T (°C) v (m^3 /kg) T = 213.93 °C 200 0. 250 0.

Presión de 450 kPa = 0.45 MPa P (kPa) T (°C) T 2 = 169.845 °C 400 125. 500 213. 450 d. El cambio de energía interna total. ∆U = mT (u 2 – u 1 ) u 1 = uf + X (ug – uf) = 535.8 KJ/kg + 0.61(2001.8) KJ/kg = 1756.17 KJ/kg La energía interna en estado 2: Tabla de vapor de agua sobrecalentado Presión de 400 kPa = 0.40 MPa u (KJ/kg) v (m^3 /kg) u = 2521.55 KJ/kg 2553.1 0. 2564.4 0.

Sustancias Puras termo, Ejercicios de Termodinámica

Normalmente descargados juntos

Documentos relacionados

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Sustancias Puras termo y más Ejercicios en PDF de Termodinámica solo en Docsity!