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• Christian A. Mercado Ornelas

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Problemario de Termodinámica 1. RESPONDA A LAS SIGUIENTES PREGUNTAS. a. b. c. d.

Como se diferencia el trabajo reversible del trabajo útil? Bajo que condiciones el trabajo reversible es igual a la irreversibilidad de un proceso Que estado final maximiza la salida de trabajo de un dispositivo Es diferente la exergia de un sistema en distintos ambientes

2. Una maquina térmica que rechaza calor de desecho a un sumidero a 530 R tiene una eficiencia térmica de 36 por ciento y una eficiencia según segunda ley de 60 por ciento. Determine la temperatura de la fuente que suministra calor a esta maquina. 3. Una maquina térmica recibe calor de una fuente a 1500 K a razón de 700 kJ/s y rechaza calor de desecho a un ambiente a 320 K. la produjo medida de potencia de la maquina térmica es de 320 KW y la temperatura ambiente es de 25 C. determine: a. La potencia reversible. b. La tasa de irreversibilidad c. La eficiencia según segunda ley de esta maquina térmica. 4. Considere un deposito de energía térmica a 1500 K que puede suministrar calor a razón de 150000 KJ/h. determine la exergia de esta energía suministrada, suponiendo una temperatura ambiente de 25 C. 5. Una casa que pierde calor a razón 80000 KJ/h cuando la temperatura exterior cae a 15 C se va a calentar por calefactores de resistencia eléctrica. Si la casa se ha de mantener a 22 C todo el tiempo, determine la entrada de trabajo reversible para este proceso y la irreversibilidad. 6. Un congelador se mantiene a 20 F quitándole calor a razón 75 BTU/min. La potencia consumida por el congelador es de 0.70 hp y el aire del entorno esta a 75 F. determine: a. La potencia reversible b. La irreversibilidad c. La eficiencia según segunda ley de este congelador. 7. Un dispositivo de cilindro embolo contiene inicialmente 2 L de aire a 100 KPa y 25 C. El aire se comprime ahora a un estado final de 600 KPa y 150 C. La entrada de trabajo útil es 1.2 KJ, suponiendo que el entorno esta a 100 KPa y 25 C determine: a. La exergia del aire en los estados inicial y final b. El trabajo minimo que se debe suministrar para llevar a cabo el proceso de compresión c. La eficiencia según segunda ley de este proceso. 8. ¿Cual es un recurso mas valioso para producción de trabajo en un sistema cerrado, 10 ft 3 de aire a 100 psia y 300 F o 20 ft3 de helio a 80 psia y 200 F? Tome T0 = 77 F y P0 = 14.7 psia. 9. ¿Cual tiene la capacidad mayor para producir trabajo en un sistema cerrado, 1 Kg de vapor de agua a 800 KPa y 180 C o 1 Kg de R-134a a 800 KPa y 180 C. Tome T 0 = 25 C y P0 = 100 KPa INGENIERÍA MECÁNICA

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10. Entra vapor de agua a una turbina adiabática a 6 MPa, 600 C y 80 m/s, y sale a 50 KPa, 100 C y 140 m/s. si la producción de potencia de la turbina es de 5 MW, determine: a. La producción de potencia reversible b. La eficiencia según segunda ley de la turbina. Suponga que el entorno esta a 25 C.

Nota: verificar figuras y respuestas a partir de la pagina 476 del libro de termodinámica, Cengel. Se entregan el dia del examen.

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