TERMODINÁMICA
INGENIERIA INDUSTRIAL
EXAMEN PERIODO I (tomado el 29 de Abil del 20!" CURSO# TERMODINÁMICA Nomb$e% & A'ellido%# Ca$$e$a P$oe%io)al# Seme%t$e# C*di+o# ,e-.a# De%a$$olle lo% %i+/ie)te% '$oblema% -o) el '$o-edimie)to -la$o & la let$a le+ible PROLEMA ¿Qué peso contiene un depósito de vidrio que al flotar en agua desaloja 0,04m3 de éste líquido, se sabe que el depósito vacio pesa 230! Co)%ide$e +10m% 23
PROLEMA 2 "l peso de un bote de madera es 40, cuando en el viaja un #ombre de $0, a través de un lago, transportando una carga de 300, ¿qué volumen% en m3% del bote se sumerge en el agua!
PROLEMA 4 &eterminar la masa de 'n#ídrido (ulfuroso )SO21 5 M1 6! +mol *, que ocupa un volumen de 2+ litros a la temperatura de de 27oC a la presión de 760mm8+3 -onsidere R 1 :; :; 4
mol3<
PROLEMA ! -al al 1 !; !;2 2% ¿-u. ¿-u.ll es la ener energí gía a inte intern rna a )e) * de /00 /00 gra gramos mos de eli elio o a 11 11! M8e1!+mol -ons -onsid ider ere e C= 1 2; 2; 6
mol3<
PROLEMA > a temperatura de un #orno es !00< &espués de cierto tiempo su temperatura aumenta #asta >00< la capacidad del #orno es :4m4 la presió presión n en él es 00
PROLEMA 6 "n el sistema mostrado se tiene una masa de aire encerrada "l pistón es de masa despreciable se despla5a libremente sin ro5amiento (e reali5a un proceso #aciendo funcionar el ventilador a la ve5 que se transfiere calor al sistema "l trabajo neto del sistema es 20< el trabajo reali5ado por el ventilador es !;:<, la presión atmosférica es ba$ el .rea del pistón 0;>m23 -alcular el despla5amiento del pistón en metros (m"3
PROLEMA 7 &ie5 moles de un gas ideal se e6panden e6panden isotérmicam isotérmicamente ente desde una presión presión inicial P10>Pa #asta una presión final P210;?0>Pa a una temperatura temperatura constante constante de 400<3 allar allar la cantid cantidad ad de calor calor absorbid absorbido o por el gas gas Co)%ide$e R1:;4mol3<3 &e la respuesta e) o/le% ("3 PROLEMA : "n el sistema mostrado el émbolo mantiene una presión interior de 2;:7?0>Pa en el sistema adiab.tico que contiene 0;>@+ de aire "l .rea de la sección recta del cilindro es 20-m23 &eterminar el valor de la resistencia RB por donde circula una corriente de 0A durante un tiempo de 7;:96 %e+/)do% de tal manera que el émbolo suba !0-m3 &e la respuesta e) o.mio% ( Ω"3 < C= 1 0; 7 < Co)%ide$e# R 1 2:7 @+< 5 @+<
I)+3 DAID ANDRS SANGA TITO
I SEMESTRE
TERMODINÁMICA
INGENIERIA INDUSTRIAL
TERMODINAMICA (SOLUCIONARIO DEL EXAMEN" Nomb$e% & A'ellido%# Ca$$e$a P$oe%io)al# Seme%t$e# C*di+o# ,e-.a# De%a$$olle lo% %i+/ie)te% '$oblema% -o) el '$o-edimie)to -la$o & la let$a le+ible PROLEMA ¿Qué peso contiene un depósito de vidrio que al flotar en agua desaloja 0,04m3 de éste líquido, se sabe que el depósito vacio pesa 230! Co)%ide$e +10m% 23 SOLUCIN# aciendo el &- seg7n los datos
E 1 240 H 'e$o# E1 JLFG 3+3% JLFG 3+3% 1 240 H 333333333333(" %i 1 0;0!m4 333333333333333333(2" .
$eem'laKa)do (2" e) (" (000@+m4 "3(0m% 2 "3(0;0!m4" 1 240 H 170N R'ta
PROLEMA 2 "l peso de un bote de madera es 40, cuando en el viaja un #ombre de $0, a través de un lago, transportando una carga de 300, ¿qué volumen% en m3% del bote se sumerge en el agua! SOLUCIN# aciendo el &- del problema se tiene las siguientes fuer5as
E 1 :0N H !0N H 400N 'e$o# E1 γLFG% γ LFG % 1 !20N33333333333("
$eem'laKa)do
(000Nm4 "3% 1 !20
% 1
!20 000
% 10;!2m4 R'ta
PROLEMA 4 &eterminar la masa de 'n#ídrido (ulfuroso )SO21 5 M1 6! +mol *, que ocupa un volumen de 2+ litros a la temperatura de de 27oC a la presión de 760mm8+3 -onsidere R 1 :; 4
SOLUCIN DATOS M1 6! +mol 1 2> lit$o% 1 2>?0 4 m4 T1 27oC H 274 1 400< P1 760 mm8+ 1 atm 1 0 > Pa R 1 :; 4 mol3<
mol3<
A'li-a)do la e-/a-i*)# P 1 )RT 'e$o # ) 1
m M
0> 3 2>?04 1 :;4 3 400 3 2>00 1
2!90 3m 6!
m 6!
m 1 6!;2> +
PROLEMA ! ¿' qué ser. igual la energía interna de un gas diatómico contenido en un recipiente de dos litros de capacidad a la presión de /,+6/0+ 8a!
SOLUCIN
DATOS 1 2 Lit$o% 1 2X0 4m4 P1 ;>?0> Pa
Po$ %e$ +a% diat*mi-o#
> U 1 3)3R3T 2
> U 1 3P 2
U1 7;> ? 02
U1 7>0
> U 1 3 ;>?0> 3 2?04 2
PROLEMA > a temperatura de un #orno es !00< &espués de cierto tiempo su temperatura aumenta #asta >00< la capacidad del #orno es :4m4 la presión en él es 00
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I SEMESTRE
TERMODINÁMICA
INGENIERIA INDUSTRIAL
SOLUCIN ESTADO INICIAL T1 !00< P1 P1 00
ESTADO ,INAL A'li-a)do la e-/a-i*) de e%tado al i)i-io & al i)al# T21 >00< PM m P21 P1 00
21 :4 m4
De i+/al modo 'a$a el e%tado i)al m2 1
P2 2M 33333(II"5 l/e+o $e%ta)do (I" (II"# RT2
m m2 1 m 1 m 1 m 1
PM P2 2M RT RT2
PM R T T2 0> 3 :4 3 29 :;4 29?06 2000
m 1
m 1
PM PM RT RT2
PM R T T2
!00 >00
m 1 !;>?04 +
m 1 29?0 63
>! 2000
m 1 !;>@+
PROLEMA 6 "n el sistema mostrado se tiene una masa de aire encerrada "l pistón es de masa despreciable se despla5a libremente sin ro5amiento (e reali5a un proceso #aciendo funcionar el ventilador a la ve5 que se transfiere calor al sistema "l trabajo neto del sistema es 20< el trabajo reali5ado por el ventilador es !;:<, la presión atmosférica es ba$ el .rea del pistón 0;>m23 -alcular el despla5amiento del pistón en metros (m"3
SOLUCIN El t$abao )eto %e e?'$e%a de la %i+/ie)te ma)e$a# NETO 1 EXP 3 ENTILADOR 20 1 EXP 3 !;: l/e+o el EXP %e e?'$e%a# P 1 2!;: ('e$o 1 A3?" P3 $ea 3 de%'laKamie)to 1 2!;: P3 A 3 ? 1 2!;: ?1
0> 3 0;> 3 ? 1 2!;:
2!;:?04 3 0> 0;>
?1 0;!96 m
PROLEMA 7 &ie5 moles de un gas ideal se e6panden isotérmicamente desde una presión inicial P10>Pa #asta una presión final P210;?0>Pa a una temperatura constante de 400<3 allar la cantidad de calor absorbido por el gas Co)%ide$e R1:;4mol3<3 &e la respuesta e) o/le% ("3
SOLUCIN
DATOS A'li-a)do la P$ime$a Le& de la Te$modi)mi-a# )1 0 mole% P1 0>Pa 1 H U 1 H 0 1 1 )3R3T3l) 2 P21 0;?0>Pa T1 400<(-o)%ta)te" Po$ %e$ /) '$o-e%o I%ot$mi-o la Pe$o l)?1 2;43lo+?# 1 2;43)3R3T3lo+ 2 3333333333(I" QU10 A'li-a)do la Le& de o&leMa$iotte#
P1 P
P 2 1 33333333333(II" P2
Reem'laKa)do (II" e) (I" 1 2;43)3R3T3lo+
P P2
1 2;43 0 3 :;4 3 400 3lo+
1 2;43 0 3 :;4 3 400 3lo+ 0
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0> 0;?0>
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TERMODINÁMICA
INGENIERIA INDUSTRIAL
PROLEMA : "n el sistema mostrado el émbolo mantiene una presión interior de 2;:7?0>Pa en el sistema adiab.tico que contiene 0;>@+ de aire "l .rea de la sección recta del cilindro es 20-m23 &eterminar el valor de la resistencia RB por donde circula una corriente de 0A durante un tiempo de 7;:96 %e+/)do% de tal manera que el émbolo suba !0-m3 &e la respuesta e) o.mio% ( Ω"3 < C= 1 0; 7 < Co)%ide$e# R 1 2:7 @+< 5 @+<
SOLUCIN •
Cl-/lo del t$abao de e?'a)%i*) EXP3 1 2;:7?0>
EXP3 1 P
P3 1 m3R3T
•
•
:00?06
EXP3 1 229;6
Cl-/lo de la =a$ia-i*) de tem'e$at/$a QT
•
DATOS m1 0;><+ Q1 (20-m2"3(!0-m" 1 :00-m4 1 :00?06m4 P1 2;:7?0>Pa5 RAIRE 1 2:7 <+3<5 C=1 0;7 <<+3< I1 0A5 t1 7;:96 %
.
P3 T 1 m3R
P3 T 1 m3R
T 1
2;:7?0> 3 :00?06 0;> 3 2:7
T 1 ;6< Cl-/lo de la =a$ia-i*) de la e)e$+Fa i)te$)a QU U 1 m3C=3T U 1 0;> 3 0;7 3 ;6 U 1 0;>6< U 1 >60 Po$ %e$ /) '$o-e%o adiabti-o5 1 0 1 H U
1 U
EXP H ELCTRICO 1 >60
229;6 H ELCTRICO 1 >60
ELCTRICO 1 >60 229;6
ELCTRICO 1 7:9;6 (El %i+)o me)o% %i+)ii-a /e e% t$abao $ealiKado SORE el %i%tema " Cl-/lo de la $e%i%te)-ia el-t$i-a
•
ELDCTRICO 1 7:9; 6 R1
I)+3 DAID ANDRS SANGA TITO
7:9;6 I2 3t
R1
2
I 3R3t 1 7:9; 6
7:9;6 2
0 3 7;:96
R 1
I SEMESTRE
