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• Carmen Quiroz Cotrina

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1. Un ciclo Otto ideal monocilíndrico de cuatro tiempos y 60 (mm) de diámetro de pistón está limitado por los volúmenes V₁ = 480 (cm³) y V₂ = 120 (cm³), y por las presiones absolutas siguientes: P₁ = 0.1 (MPa), P₂ = 0.7 (MPa), P₃ = 3.5 (MPa) y P₄ = 0.5 (MPa). Si consideramos que la sustancia de trabajo es aire como gas ideal, determine: a) El diagrama de la presión en función del volumen, P = f(V) y la relación de compresión. b) La temperatura del fluido al final de la compresión, si la temperatura al final del rechazo de calor al medio, a volumen constante es 35 (°C). c) La masa de aire. d) La variación de entropía en el proceso de la compresión. Solución a. El diagrama de la presión en función del volumen, P = f(V) y la relación de compresión.

r = V₁ V₂ Sustituyendo: r = 0.00048 (m³) /0.00012 (m³) r = 4 (l) b. La temperatura del fluido al final de la compresión, si la temperatura al final del rechazo de calor al medio, a volumen constante es 35 (°C). T₁ = 35 (°C) = 308.15 (K)

Sustituyendo términos:

𝑉1 𝑘−1 V2 ) = 𝑉2 𝑉1

T₂ = (308.15) (0.00012)𝑘−1

(

𝑇2 = 𝑇1(

𝑉1 𝑘−1 ) 𝑉2

0.00048

T₂ = 536.52 (K)



c. La masa del aire P₁V₁ = mRT1

𝑚= Despejando m 𝑚=

P₁V₁ T₁

Sustituyendo (0.1 x 10⁶)(0.00048) (286.7)(308.15)

𝒎 = 𝟎. 𝟓𝟒𝟑𝟑 (𝐠)

d. La variación de entropía en el proceso de la compresión. Como es un proceso adiabático reversible ∆S₂ = 0 (J/K) 2. En un Ciclo Otto de aire estándar, el aire se encuentra a 0.095 (MPa) y 22 (ºC) al comenzar la carrera de compresión. El volumen del cilindro es de 2.8 (ℓ). La relación de compresión es 9 y el proceso de suministro de calor es de 3.54 (kJ). Utilizando los valores de la Tabla A-5, determínese: a) La temperatura y la presión al final de los procesos de suministro de calor y de expansión. b) El flujo volumétrico del aire en (m³/min) medido en las condiciones existentes al comenzar la compresión, necesaria para producir una potencia neta de 110 (kw). Solución a) La temperatura y la presión al final de los proce-sos de suministro de calor y de expansión. P3 = ?, T3 = ?, P4 = ?, T4 = ?,