comprimido, como vapor húmedo o como vapor sobrecalentado.
4.2 Considere una unidad de aire acondicionado de ventana que emplea R-22 y tiene tiene .! tonela toneladas das de capac capacida idad d de en"ria en"riamie miento nto.. #l re"ri re"riger gerant ante e sale sale del cond conden ensa sado dorr como como liqu liquid ido o satu satura rado do a una una temp temper erat atur ura a de $%&C $%&C y es descargad descargado o por la válvula de e'pansi(n e'pansi(n a $&C. #l )u*o de masa re"rigerante re"rigerante a trav+s de la unidad es de !.! gs. a Calcule Calcule la presi(n presi(n a la entrada entrada y a la descar descarga ga de la válvula válvula..
b Calcule el título del vapor a la descarga de la válvula de e'pansi(n. c 7etermine el )u*o de calor que toma el evaporador si el re"rigerante es descargado de este como vapor saturado seco. Respuestas
a /ent 0 8.8 bar /sal0 !.%% bar b 9 0 1.2% c Calor 0 !282.:2 ;
4.5 a y continua del vapor húmedo que se quiere anali=ar, y lo e'pande de una manera adiabática hasta la presion atmos"+rica. 7espues de este estragulamieno adiabático y a entalpía constante, se registra la temperatura y la presi(n del vapor sobrecalentado.
7etermine el título del vapor en una tuberia si su presi(n es de 21 bar y un calorímetro de estrangulamientoreporta los siguientes datros?
empreatura del vapor a la descarga0!1&C /resi(n del vapor a la descarga 0 bar
4.6 Indique la pro"undidad o imposibilidad de emplear agua como medio de traba*o en un sistema de re"rigeraci(n
4.7 odos los gases a presiones relativamente ba*as obedecen a una ecuaci(n de la "orma? T v =C P
7onde C es una constante. 7etermine el coe@ciente de e'pansi(n volum+trica A para estos gases.
4.8 7etermine la variaci(n del calor especi@co a presi(n constante del agua como "unci(n de la temperatura si la presi(n es igual a bar
B está presi(n vease la tabla T C°
h1 J/g
14O 16O
28!%.! 28%.2
19O
2:!!.!
21O
2:!.
24O 26O
2!$.! 2$.
29O
D!$.2
31O
D$.!
38O
2%.
42O
.%
Eota? 5os valores de la tabla pueden correlacionarse mediante minimos cuadrados, esto es. -$ 2 -8 h0 2$88.8 F 2.D22 G 2.8: ' D F !.!% ' D
4.9
a -!1.: 3 b 2.1 3g C
4.11 7etermine la densidad del agua 21&C ya bar Respuesta? 1.: gcm2
4.12 Ju+ proporci(n en volumen de líquido y vapor de agua debe tenerse a una presi(n de bar si al calentarse la me=cla, +sta pasa por el punto críticoK
4.13 Con las tablas de vapor, construya un diagrama especí@co de energía interna- volumen.
4.14
4.15
4.16
una presi(n absoluta de 8.! mm Ng y con un título de :.!M calcule la potencia desarrollada por la turbina.
4.18 7etermine el coe@ciente de 3oule hompson del vapor de agua. B una presi(n de 1 bar y a una temperatura de $11&C
4.19 Considere una turbina a la que se suministran He conocen los siguientes datos de operaci(n? #ntrada 1 /resi(n, bar $11 emperatura, &C itulo !1 6elocidad ms
#levaci(n con respecto a un plano de % re"erencia, m
.! Ogs de vapor de agua. Halida 1.! 11
He debe saber tambi+n que la turbina disipa :.! L; de calor hacia los alrededores? a 7eterminar la potencia de la turbina en L;. b 7etermine la temperatura del vapor a la descarga.
4.21 Considere una turbina en la que entra el vapor de agua a %1 bar y !11&C y sale a bar como vapor saturado seco. #l área de )u*o a la entrada de la turbina es 1.1$! m 2 y a la salida es de 1. m 2. #l )u*o de masa a trav+s de la turbina es de 1Lgs. Hi el proceso de e'pansi(n es adiabático
aCalcule la potencia desarrolada por la tubina b#s *usti@cable despreciar las variaciones en energía cin+tica cuando se trata con turbinasK cdibu*e un esquena del proceso de e'pansi(n en coordenadas presi(n volumen.
4.22 Considere un compresor centrí"ugo en el que entra vapor de agua saturado seco a $1&C y se descarga a 1.! bar y 211&C. #l )u*o de vapor es de $1 gs. 7urante el proceso de compresi(n se disipan 2111 ; de calor. a 7etermine la presi(n del vapor a la entrada del compresor. b Calcule la potencia que requiere el compresor.
7entro de un sistema cilindro-+mbolo hay un Lilogramo de agua a 4.23 bar de prsi(n absoluta. #l volumen inicial del sistema es 1.!m4. #l sistema se e'pande de modo isot+rmico y sin "ricci(n hasta duplicar su volumen inicial al agregarle calor. a 7ibu*e el proceso de e'pansi(n en coordenadas presi(n-volumen indicando con claridad d(nde se encuentra la línea de saturaci(n b Calcule la magnitud del calor trans"erido al sistema.
4.24
a Cuál es la temperatura inicial de la me=claK b 7etermine el cambio de volumen durante el proceso, e'presando en m . c Calcule el calor agregado durante el proceso,e'presado en 3. d 7ibu*e el proceso en coordenadas presi(n-volumenQ incluya la línea de saturaci(n.
4.25
4.28 Calcule la entalpia del agua a bar y 2!&C.
4.29
4.30 Indique si el amoniaco a 2 bar y a !1& C se comporta o no como gas ideal. 3usti@que su respuesta.
4.31 Calcule la densidad del agua a bar y :1&C.
4.32 #stime el volumen especi@co del propano a !1&C y 81 bar !.2
5.4 Considere que una tobera donde el aire se e'pande de modo adiabático y sin "ricci(n desde una presi(n de 1 bar y una temperatura de $11&C hasta una presi(n de bar. 7etermine la velocidad del aire a la salida y el )u*o de masa si el área a la descarga es igual a 1.2 cm2. Huponga que la velocidad del aire a la entrada es despreciable y el calor especí@co a presi(n constante es igual a 3O. Huponga que O0 .$
5.5
5.6Considere un sistema cilindro-+mbolo per"ectamente aislado y sin "ricci(n que contiene 1. Og de aire a 8!&C y bar.
5.7
b Calcule la disminuci(n en la energía interna.
5.11
5.12
8.: 3
5.13 7etermine el coe@ciente de e'pansi(n volum+trica del aire a bar y !11 O. Respuesta? 1.112 bar
5.14 Con el "actor de comprensibilidad generali=ado, calcule el traba*o requerido para comprimir de "orma isot+rmica y sin "ricci(n en un sistema vierto Lgs de CD2 desde una presi(n de 2!.% bar y una temperatura de 1$.2 O, hasta una presi(n de $$.$ bar. Hugerencia? suponga que =0 a F bp.
5.15 Tediante el "actor de comprensibilidad generali=ado, calcule el volumen especí@co de vapor de agua a 11 bar y !11&C. 5as tablas de vapor indican un valor de 2.8 cm g.
5.16
5.18 5a ecuaci(n de estado de 7ieterici es de la "orma a/c
p e Re T ( v
e
−b )= Ru T
7eterminese el valor de # c
5.19 Con la ecuaci(n de estado Seattie-Sridgeman, determine el volumen especí@co del metano a una presi(n de 11 bar y una temperatura de 11&C.
5.20 7os Lilogramos de nitr(geno a 28&C y bar se comprimen de "orma isot+rmica hasta bar. 7etermine el traba*o mínimo requerido en la compresi(n.
5.21 /or qu+ todas las líneas detemperatura reducida en la grá@ca del "actor de compresibilidad generali=ado se unen en = 0 cuando en p 1K
5.22 Tediante la ecuaci(n de estado Seattie-Sridgeman determine la presi(n del metano a una temperatura de %11O y volúmenes especí@co de 1.1, 1.12, 1.1, 1.1$, 1.1! y m3 Lg. ra@que los resultados en coordenadas presi(n volumen. Respuestas? v0 1.1 m3 Lg p0$.! bar v0 1.12 m3 Lg p0%2.!$ bar 3 v0 1.1 m Lg p01%.$ bar 3 v0 1.1$ m Lg p08.2 bar 3 v0 1.1! m Lg p0%.1 bar 3 v0 m Lg p0. bar
5.24
a#l calor requerido por el agua b#l )u*o másicode gases de combusti(n
5.25
5.26 Indique si el di('ido de carbono a 11 bar y $1&C se comporta como gas ideal o no y por qu+.
