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• María Alejandra Meza Millones

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3-15C ¿Cambia hfg con la presión? ¿Cómo cambia? 3-43 100 kg de refrigerante 134a a 200 kPa están en un dispositivo de cilindro-émbolo, cuyo volumen es 12.322 m3 . A continuación se mueve el émbolo, hasta que el volumen del recipiente es la mitad de su valor original. Esa compresión se hace de tal modo que la presión del refrigerante no cambia. Determine la temperatura final, y el cambio de energía interna total del refrigerante 134a. 3-71C ¿Cuál es la diferencia entre R y Ru ? ¿Cómo se relacionan las dos? 3-99C ¿Cuál es el significado físico de las dos constantes que aparecen en la ecuación de estado de Van der Waals? ¿Con qué base se determinan? 3-127 La presión manométrica en el neumático de un automóvil se mide y resulta 200 kPa antes de un viaje, y 220 kPa después del mismo, en un lugar donde la presión atmosférica es 90 kPa. Suponiendo que el volumen del neumático permanece constante en 0.035 m3 , determine el aumento porcentual en la temperatura absoluta del aire en el neumático.

4-13 Se expande isotérmicamente 1 m3 de agua líquida saturada a 200 °C en un sistema cerrado hasta que su calidad llega a 80 por ciento. Determine el trabajo total producido por esta expansión, en kJ.

4-41 Un radiador eléctrico con 30 L de aceite se coloca en un recinto de 50 m3 . Tanto el recinto como el aceite del radiador están a 10 °C en un principio. El radiador tiene una

potencia nominal de 1.8 kW, y se enciende. Al mismo tiempo, se pierde calor del recinto a una tasa promedio de 0.35 kJ/s. Después de algún tiempo, se mide la temperatura promedio y resulta 20 °C, para el aire en el recinto, y 50 °C para el aceite en el radiador. Suponiendo que la densidad y el calor específico del aceite sean 950 kg/m3 y 2.2 kJ/kg · °C, respectivamente, determine cuánto tiempo se mantuvo encendido el calentador. Suponga que el recinto está bien hermetizado, para que no haya fugas de aire. |

4-69 Un alumno vive en un dormitorio de 4 m x 6 m x 6 m, y enciende su ventilador de 150 W antes de salir de la habitación, por la mañana en un día de verano, esperando que al regresar el recinto esté más frío. Suponiendo que todas las puertas y ventanas estén herméticamente cerradas, y sin tomar en cuenta transferencias de calor por las paredes y ventanas, determine la temperatura en el recinto cuando regrese el estudiante, 10 h después. Use los valores de calor específico a temperatura ambiente, y suponga que las condiciones de la habitación eran 100 kPa y 15 °C, cuando salió.

4-97C ¿Qué es metabolismo? ¿Qué es tasa metabólica basal? ¿Cuál es el valor de la tasa metabólica basal para un hombre promedio?

4-181 Se le pide diseñar un sistema de calefacción para una alberca de 2 m de profundidad, 25 m de largo y 25 m de ancho. Su cliente desea que el sistema tenga la capacidad suficiente para elevar la temperatura del agua de 20 a 30 °C en 3 h. Se estima que la tasa de pérdida de calor del agua al aire, en condiciones de diseño a la intemperie, es de 960 W/ m2 , y el calentador también debe poder mantener los 30 °C en la alberca, en esas condiciones. Se espera que las pérdidas de calor al suelo sean pequeñas y se puedan despreciar. El calentador que se planea es uno con quemador de gas natural cuya eficiencia es 80 por ciento. ¿Qué capacidad de quemador (en kW alimentados) recomendaría usted a su cliente? NO ESTÁ EN EL SOLUCIONARIO 5-15 A un tubo de 28 cm de diámetro entra refrigerante 134a, a las condiciones constantes de 200 kPa y 20 °C, con una velocidad de 5 m/s. El refrigerante gana calor al pasar, y sale del tubo a 180 kPa y 40 °C. Determine a) el flujo volumétrico del refrigerante en la entrada, b) el flujo másico del refrigerante, y c) la velocidad y el flujo volumétrico en la salida

5-43C Una turbina adiabática está trabajando en estado estacionario. ¿Debe ser igual el trabajo efectuado por la turbina, a la disminución de la energía del vapor que pasa por ella?

5-71E Refrigerante R-134a entra a la válvula de expansión de un sistema de refrigeración a 160 psia como líquido saturado, y sale a 30 psia. Determine la temperatura y los cambios de energía interna a través de la válvula.

5-99E El ventilador de una computadora personal toma 0.5 pies3 /s de aire, a 14.7 psia y 70 °F, haciéndolo pasar por la caja que contiene la CPU, y otros componentes. El aire sale a 14.7 psia y 80 °F. Calcule la potencia eléctrica, en kW, que disipan los componentes de la PC.

5-127E El émbolo con carga del dispositivo que se ve en la figura P5-127E mantiene en 200 psia la presión dentro del cilindro-émbolo. Al principio, ese sistema no contiene masa. Entonces se abre la válvula y el vapor de agua que pasa por la línea de suministro entra al cilindro, hasta que el volumen es 10 pies3 . Este proceso es adiabático, y el vapor de agua en la línea de suministro permanece a 300 psia y 450 °F. Determine la temperatura final (y la calidad, si es el caso) del vapor en el cilindro y el trabajo total producido al llenar este dispositivo.

5-155 El flujo de aire en un tubo de aire comprimido se divide en dos partes iguales en una conexión te. El aire comprimido entra a esta conexión de 2.5 cm de diámetro, a 1.6 MPa y 40 °C, con una velocidad de 50 m/s. Cada salida tiene el mismo diámetro que la entrada, y en esas salidas la presión del aire es 1.4 MPa y la temperatura es 36 °C. Determine la velocidad del aire en las salidas y la rapidez de cambio de la energía de flujo (la potencia de flujo) a través de la te.

5-182 Los submarinos cambian su profundidad agregando o quitando aire de sus tanques de lastre rígidos para desplazar o admitir agua de mar en dichos tanques. Considere un submarino que tiene un tanque de lastre de 700 m3 , que contiene originalmente 100 m3 de aire a 1 500 kPa y 15 °C. Para que el submarino emerja, se bombea aire a 1 500 kPa y 20 °C al tanque de lastre, hasta que esté totalmente lleno de aire. El tanque se llena con tanta rapidez que el proceso es adiabático, y el agua marina sale del tanque a 15 °C. Determine la temperatura final y la masa del aire en el tanque de lastre. 5-183 En el problema anterior, suponga que se agrega aire al tanque de tal manera que la temperatura y la presión del aire en el tanque permanezcan constantes. Determine la masa final de aire en el tanque de lastre bajo esta condición. También determine la transferencia total de calor mientras el tanque se está llenando de esta manera.

5-211 Un compresor adiabático comprime vapor de agua de 0.2 MPa y 150 °C a 0.8 MPa y 350 °C, a razón de 1.30 kg/s. La potencia consumida por el compresor es. NO ESTÁ EN EL SOLUCIONARIO