• Author / Uploaded
• Maithe Perez

Citation preview

Ciclo de refrigeración de gas 11-67C ¿En qué se distingue el ciclo de refrigeración de gas ideal del ciclo Brayton? El ciclo de refrigeración de gas ideal es idéntico al ciclo de Brayton, excepto que opera en sentido inverso. 11-68C ¿En qué se distingue el ciclo de refrigeración de gas ideal del ciclo de refrigeración de Carnot? En el ciclo de refrigeración de gas ideal, los procesos de absorción de calor y rechazo de calor se producen a presión constante en lugar de a temperatura constante. 11-69C Invente un ciclo de refrigeración que trabaje con base en el ciclo Stirling invertido. También determine el COP para este ciclo. El ciclo de Stirling invertido es idéntico al ciclo de Stirling, excepto que opera en sentido inverso. Recordando que el ciclo de Stirling es un ciclo totalmente reversible, el ciclo de Stirling invertido es también totalmente reversible, y por lo tanto su COP es

11-70C ¿Cómo se modifica el ciclo de refrigeración de gas ideal para enfriamiento de aviones? En el enfriamiento de la aeronave, el aire atmosférico es comprimido por un compresor, enfriado por el aire circundante, y expandido en una turbina. El aire frío que sale de la turbina se dirige directamente a la cabina. 11-71C En los ciclos de refrigeración de gas, ¿se puede reemplazar la turbina por una válvula de expansión como se hizo en los ciclos de refrigeración por compresión de vapor? ¿Por qué? No; Porque h = h (T) para los gases ideales, y la temperatura del aire no caerá durante un proceso de estrangulación (h1 = h2). 11-72C ¿Cómo se logran muy bajas temperaturas en los ciclos de refrigeración de gas? Por regeneración. Sistemas de refrigeración por absorción 11-84C ¿Se puede usar agua como refrigerante en aplicaciones de acondicionamiento de aire? Explique. En refrigeración por absorción, el agua se puede utilizar como refrigerante en aplicaciones de aire acondicionado, ya que la temperatura del agua nunca debe caer

por debajo del punto de congelación 11-85C ¿Qué es la refrigeración por absorción? ¿En qué se distingue un sistema de refrigeración por absorción de un sistema de refrigeración por compresión de vapor? La refrigeración por absorción es el tipo de refrigeración que implica la absorción del refrigerante durante parte del ciclo. En los ciclos de refrigeración por absorción, el refrigerante se comprime en la fase líquida en lugar de en forma de vapor. 11-86C ¿Cuáles son las ventajas y las desventajas de la refrigeración por absorción? La principal ventaja de refrigeración por absorción es su ser económico en presencia de una fuente de calor de bajo costo. Sus desventajas incluyen ser costoso, complejo y que requiere una fuente de calor externa 11-87C En los ciclos de refrigeración por absorción, ¿por qué se enfría el fluido en el absorbedor y se calienta el fluido en el generador? El fluido en el absorbedor se enfría para maximizar el contenido de refrigerante del líquido; El fluido en el generador se calienta para maximizar el contenido de refrigerante del vapor. 11-88C ¿Cómo se define el coeficiente de desempeño de un sistema de refrigeración por absorción? El coeficiente de rendimiento de los sistemas de refrigeración por absorción se define como.

11-89C ¿Cuáles son las funciones del rectificador y del regenerador en un sistema de refrigeración por absorción? El rectificador separa el agua de NH3 y la devuelve al generador. El regenerador transfiere algo de calor de la solución rica en agua dejando el generador a la solución rica en NH3 que sale de la bomba. 11-90 Un sistema de refrigeración por absorción que recibe calor de una fuente a 95 °C y mantiene el espacio refrigerado a 0 °C se asegura que tiene un COP de 3.1. Si la temperatura del entorno es de 19 °C, ¿puede ser válida esa afirmación? Justifique su respuesta. Se da la COP de un sistema de refrigeración por absorción que opera en condiciones especificadas. Debe determinarse si es posible el valor de COP dado.

11-91 Un sistema de refrigeración por absorción recibe calor de una fuente a 120 °C y mantiene el espacio refrigerado a 0 °C. Si la temperatura del entorno es de 25 °C, ¿cuál es el máximo COP que puede tener este sistema de refrigeración por absorción? Se especifican las condiciones en las que opera un sistema de refrigeración por absorción. El COP máximo que este sistema de refrigeración por absorción puede tener tiene que ser determinado

11-92 Se suministra calor a un sistema de refrigeración por absorción de un pozo geotérmico a 130 °C, a razón de 5 � 105 kJ/h. El entorno está a 25 °C, y el espacio refrigerado se mantiene a -30 °C. Determine la tasa máxima a la que este sistema puede quitar calor del espacio refrigerado. Se especifican las condiciones en las que opera un sistema de refrigeración por absorción. La velocidad máxima a la que este sistema puede eliminar el calor del espacio refrigerado debe determinarse

CAPITULO 12 Derivadas parciales y relaciones asociadas 12-2C Considere la función z(x, y), sus derivadas parciales (∂z/∂x)y y (∂z/∂y)x y la derivada total dz/dx.

a) ¿Cómo se comparan las magnitudes (∂x) y dx? y (∂x)y = dx b) ¿Cómo se comparan las magnitudes (∂z)y y dz? (∂z) y ≤ dz; c) ¿Hay alguna relación entre dz, (∂z)x y (∂z)y? dz = (∂z)x + (∂z)

y

12-3C Considere una función z(x, y) y su derivada parcial (∂z/∂y)x. ¿Puede esta derivada parcial ser todavía una función de x? Si. 12-4C Considere una función f(x) y su derivada df/dx. ¿Se puede determinar esta derivada calculando dx/df y tomando su inversa? Si. Las relaciones de Maxwell 12-16 Usando las relaciones de Maxwell, determine una relación para (∂s/∂P)T para un gas cuya ecuación de estado es P(v -b)= RT.

12-17 Usando las relaciones de Maxwell, determine una relación para (∂s/∂v)T para un gas cuya ecuación de estado es (P -a/v2)(v -b) = RT.

12-18 Usando las relaciones de Maxwell y la ecuación de estado de gas ideal, determine una relación para (∂s/∂v)T para un gas ideal. Respuesta: R/v

12-20 Muestre cómo evaluaría usted T, v, u, a y g a partir de la función termodinámica h = h(s, P).

La ecuación de Clapeyron

12-21C ¿Cuál es el valor de la ecuación de Clapeyron en la termodinámica? Nos permite determinar la entalpía de vaporización de hfg a una temperatura dada a partir de los datos P, v, T solo 12-22C ¿Qué aproximaciones intervienen en la ecuación de Clapeyron-Clausius?

12-33C ¿Se puede determinar la variación del calor específico Cp con la presión a una temperatura dada conociendo sólo los datos de P-v-T?

El coeficiente de Joule-Thomson 12-55C ¿Qué representa el coeficiente de Joule-Thomson? Representa la variación de la temperatura con la presión durante un proceso de estrangulamiento. 12-56C Describa la línea de inversión y la temperatura máxima de inversión.

La línea que pasa a través de los puntos pico de las líneas de entalpía constante en un diagrama T-P se llama línea de inversión. La temperatura máxima de inversión es la temperatura más alta que un fluido puede enfriarse mediante estrangulamiento.RELACIONE PROPIEDADES 12-57C La presión de un fluido siempre disminuye durante un proceso adiabático de estrangulación. ¿Sucede lo mismo con la temperatura? No. La temperatura puede incluso aumentar como resultado del estrangulamiento. 12-58C ¿El coeficiente de Joule-Thomson de una sustancia cambia con la temperatura a presión fija? Si 12-59C ¿Cambiará la temperatura del helio si se estrangula adiabáticamente de 300 K y 600 kPa a 150 kPa? No. El helio es un gas ideal y h = h (T) para los gases ideales. Por lo tanto, la temperatura de un gas ideal permanece constante durante un proceso de estrangulamiento (h = constante). 12-62 Se estrangula vapor de agua desde 1 MPa y 300 °C a una presión ligeramente más pequeña. ¿La temperatura del vapor aumentará, disminuirá o seguirá igual durante este proceso? La temperatura disminuirá.

Los dh, du y ds de gases reales 12-68C ¿Qué es la desviación de entalpía? Es la variación de entalpía con presión a una temperatura fija. 12-69C En la carta generalizada de desviación de entalpía, los valores normalizados de desviación de entalpía parecen tender a cero cuando la presión reducida PR tiende a cero. ¿Cómo explica usted este comportamiento? A medida que PR se acerca a cero, el gas se acerca al comportamiento ideal del gas. Como resultado, la desviación del comportamiento del gas ideal disminuye. 12-70C ¿Por qué la carta generalizada de desviación de entalpía se prepara usando PR y TR como parámetros en vez de P y T? Para que un solo cuadro se pueda usar para todos los gases en lugar de un solo gas en particular