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CLASE APLICATIVA DE TERMODINAMICADescripción completa
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PROFESOR M. JOSÉ DOMINGO ACUÑA PARDO
: 02
03.
Se produce una corriente de agua caliente en proceso de mezcla de fluido establece al combinar 1.0 kg s -1 de agua fría a 25°C con 0.8 kg s -1 de agua caliente a 75°. Durante la mezcla se pierde calor hacia los alrededores y proporción de 30 kJs -1. ¿Cuál es la temperatura de la corriente de agua caliente? Suponga que el calor especifico del agua es constante e igual a 4.18 kJ kg-1 K-1
Dióxido de carbono entra en un compresor que se enfría con agua en las condiciones P 1=15(psia) y T 1=50(°F), y descarga en las condiciones P 2=520(psia) y T2=200(°F). El CO 2 que entra, circula a través de una tubería de 4 pulgadas de diámetro a una velocidad de (20) (s) -1 y se descarga a través de una tubería de una pulgada de diámetro. El trabajo dela flecha que se proporciona al compresor es de 5360 (Btu) (mol) -1. ¿Cuál es la rapidez de calor desde el compresor en (Btu)(hr)-1? H1=307(Btu)(lbm )-1
Suponga que una corriente de fluido en estado estacionario sirve como una fuente de calor para un conjunto infinito de máquinas de Carnot, cada una de las cuales absorbe una cantidad diferencial de calor desde el fluido, causando que la temperatura disminuya en una cantidad diferencial; además, cada una disipa una cantidad diferencial de calor a los depósitos de temperatura Tσ. Como resultado de la operación de máquinas de Carnot, la temperatura de fluido disminuye de T 1 a T2. La ecuación (5.8) se aplica en este caso en forma diferencial donde n se define como: ȠΞdw/dQ
donde Q es la transferencia de calor con respecto al fluido que circula. Demuestre que el trabajo total de las máquinas de Carnot se conocen por: W=Q-Tσ∆
donde ∆s y Q se refieren al fluido. En un caso particular el fluido de un gas ideal, Cp=(7/2)R, para el cual T 1=600K y T 2=400k. Si T σ=300K, ¿Cuál es el valor de W -1 en J mol ? ¿Cuánto calor se desprende al depósito de calor a T σ? ¿Cuál es el cambio de entropía del depósito de ca lor? ¿Cuál es su valor de ∆Stotal?
El proceso es reversible.
El depósito de calor infinito es una abstracción, que con frecuencia se aproxima las aplicaciones de ingeniería mediante grandes cuerpos de aire o agua. Aplique la forma de sistema cerrado del balance de energía [ecuación (2.3)] para tal depósito, tratando a este como un sistema de volumen constante. ¿Cómo es que la transferencia de calor hacia o desde el depósito no puede ser cero, aunque la temperatura del depósito permanece constante?
