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DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICA Instituto Tecnológico Superior de Cd. Constitución

ACTIVIDAD:

Problemario

MATERIA:

Termodinámica

CARRERA:

Ingeniería Electromecánica

UNIDAD: DOCENTE:

GRUPO:

4IE FECHA: M/V Ing. Judith Lizárraga Delgadillo 2

Validación por la División de Electromecánica IE-JLD-2142-TERMODIN-U1PROB-003

ALUMNO:

Sello y firma del encargado

Actividad

Descripción

Especificaciones

Criterios validación

de

Problemarios Tiene valor de 20puntos, de los cuales 5 puntos de conocimientos y 15 de habilidades

Es una colección impresa o escrita, de ejercicios o problemas prácticos, que deben ser resueltos por los alumnos, bajo la orientación del docente.

Los problemarios pueden ser elaborados por el maestro para distribuirlos entre los alumnos; o bien, solicitados por el maestro a los alumnos, a partir de las recomendaciones bibliográficas o documentales.

Cantidad de problemas resueltos Explicación clara de las soluciones, seleccionados aleatoriamente Cumplimiento en tiempo y forma de la entrega. Limpieza y orden.

Valor % 60 % 30 %

10 %

I PARTE. UTILIZANDO LAS TABLAS DE VAPOR DE AGUA O DE REFRIGERANTE 134a, SEGÚN SEA EL CASO RESUELVA LO SIGUIENTE: 1. Complete las siguientes tablas e indique el procedimiento. a) Tabla de agua

b) Tabla de agua

c) Tabla de agua

d) Tabla de refrigerante 134ª.

e) Tabla de refrigerante 134ª.

2. Una libra-masa de agua llena un contenedor cuyo volumen es 2ft 3. La presión en el contenedor es √100 psia. Calcule la energía interna total y la entalpía en el contenedor. RESPUESTA: U=660.7BTU, H=697.7BTU

Marcelo Rubio Ruiz. s/n, entre Márquez de León y Pablo L. Martínez, Col. Cuatro de Marzo Cd. Constitución, B.C.S., México. C.P. 23641 Tel. (01 613 132-5357, Fax 01 613 132-5366), e-mail: [email protected] www.itscc.edu.mx

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3. Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.85 kg de refrigerante 134a, a -10°C. El émbolo tiene movimiento libre, y su masa es 12 kg, con diámetro de 25 cm. La presión atmosférica local es 88 kPa. Se transfiere calor al refrigerante 134a hasta que su temperatura es 15 °C. Determine: a. la presión final, RESPUESTA: 90.4kPa b. el cambio de volumen del cilindro y RESPUESTA: 0.0205m3/kg c. el cambio de entalpía en el refrigerante 134a. RESPUESTA:17.4kJ

4. Una libra-masa de agua llena un dispositivo cilindro émbolo de peso conocido de 2.4264ft3, a una temperatura de 600 °F. El dispositivo cilindro-émbolo se enfría ahora hasta que su temperatura es 200 °F. Determine la presión final del agua, en psia, y el volumen en pies RESPUESTAS: 250psia, 0.01663ft 5. Se calienta etileno a presión constante, de5 MPa y 20°C, 200°C. Use la carta de compresibilidad para determinar el cambio en el volumen específico del etileno, resultado de este calentamiento. Respuesta: 0.0172 m3/kg 6. La presión en un neumático de automóvil depende de la temperatura del aire que contiene. Cuando esa temperatura es 25°C, el medidor indica 210kPa. Si el volumen del neumático es 0.025 m3, determine el aumento de presión en su interior, cuando la temperatura sube a 50 °C. Calcule también la cantidad de aire que se debe purgar para que, manteniendo la temperatura a 50°C, la presión regrese a su valor original. Suponga que la presión atmosférica es 100 kPa. RESPUESTA: P=26kPa, maire=0.007kg

7. Determine el volumen específico de vapor de agua sobrecalentado a 15 MPa y 350 °C, mediante d. la ecuación del gas ideal, e. la carta de compresibilidad generalizada y f. las tablas de vapor. Determine también el error cometido en los dos primeros casos. RESPUESTAS: a)0.01917 m3/kg, 67.0 por ciento; b)0.01246 m3/kg,8.5 por ciento; c)0.01148 m3/kg 8. Se calienta metano en un recipiente rígido, de 80 kPa y 20 °C hasta 300 °C. Determine la presión final del metano considerándolo a) un gas ideal y b) un gas de BenedictWebb-Rubin. RESPUESTA: a)156.4kPa, b)156.5kPa 9. El refrigerante-134a a 160 psia tiene un volumen específico de 0.3479ft 3/lbm. Determine la temperatura del refrigerante utilizando a) la ecuación de gases ideales, b) la ecuación de Van der Waals y c) la tabla de refrigerantes. RESPUESTA: a)529.13R, b)600.3R, c)620R 10. El nitrógeno a 150 K tiene un volumen específico de 0.041884 m3/kg. Determine la presión del nitrógeno usando a) la ecuación del gas ideal y b) la ecuación de BeattieBridgeman. Compare sus resultados con el valor experimental de 1 000 kPa. RESPUESTAS: a) 1 063 kPa, b) 1.000.4 kPa

Marcelo Rubio Ruiz. s/n, entre Márquez de León y Pablo L. Martínez, Col. Cuatro de Marzo Cd. Constitución, B.C.S., México. C.P. 23641 Tel. (01 613 132-5357, Fax 01 613 132-5366), e-mail: [email protected] www.itscc.edu.mx