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• O Mamani Quispet

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PROB. 17. (LIBRO CARLOS GORDILLO) Un recipiente rígido contiene H2O como liquido saturado a 10 bar ¿Qué porcentaje de su masa debe extraerse sin modificar su presión para que su calidad sea del 10%? Solución: Sea V el volumen del recipiente 𝑣2 = 𝑣𝑓 + 𝑥𝑣𝑓𝑔 Analizando en las tablas de 1MPa 𝑣2 = 0.0011273 + 0.1(0.1944 − 0.0011273) 𝑣2 = 0.02045 Si 𝑉 = 𝑣𝑚 𝑚2 = 𝑉/0.02045 𝑚2 = 𝑣𝑓 ∗ 𝑚1 /0.02045 𝑚2 = 0.05512𝑚1 %𝑚 = %𝑚 =

𝑚1 − 𝑚2 ∗ 100 𝑚1

𝑚1 − 0.05512 ∗ 𝑚1 ∗ 100 𝑚1 %𝑚 = 94.48

PROB. 20. (LIBRO CARLOS GORDILLO) Un recipiente de 0.085m3 de capacidad contiene agua y vapor saturado a 340°C a) Calcular la masa de cada uno de ellos, si sus volúmenes son iguales b) Calcular el volumen ocupado por cada uno de ellos si las masas de ambas fases son iguales Solución: Analizando de las tablas a 340°C 𝑣𝑓 = 0.001638 𝑣𝑔 = 0.010797 a) 𝑚𝑣 = (𝑉𝑣 )/𝑣𝑔 =

0.085 ) 2(0,010797)

𝑚𝑣 = 3.9363 𝑉𝐿 0.085 𝑚𝐿 = = 𝑣𝑓 2 ∗ 0.001638 𝑚𝐿 = 25.946 b)𝑉𝑣 = 𝑣𝑔 ∗ 𝑚𝑣 =

𝑣𝑔 ((𝑚𝑣 +𝑚𝐿 ) 2

b)𝑉𝑣 =

0.010797(26.946+3.9363) 2

𝑉𝑣 = 0.16132 𝑣𝑓 ((𝑚𝑣 + 𝑚𝐿 ) 𝑉𝑓 = 𝑣𝑓 ∗ 𝑚 = 2 0.001638(14.54) 𝑉𝑓 = 2 𝑉𝑓 = 0.02447 PROB. 22. (LIBRO CARLOS GORDILLO) ¿Cuál es la calidad de una mezcla para la que vf=0.02 m3/kg y vg=86m3/kg, si el 80% del volumen es vapor? 𝑣𝐿 𝑣𝑓 = 𝑚𝐿 𝑣𝑔 =

𝑣𝑣 𝑚𝑣

𝑉𝐿 = 0.2𝑉/0.02 𝑣𝑓 𝑚𝐿 = 10.00𝑉

𝑚𝐿 =

𝑉𝑣 = 0.8𝑉/86 𝑣𝑔 𝑚𝑣 = 0.009302𝑉

𝑚𝑣 =

𝑚 = 𝑚𝐿 + 𝑚𝑉 = 10.0093 𝑣=

𝑉 𝑉 = = 0.9991 𝑚 10.0093𝑣

𝑣 = 𝑣𝑓 + 𝑥𝑣𝑓𝑔 𝑥=

𝑥=

𝑣 − 𝑣𝑓 𝑣𝑔 − 𝑣𝑓

0.9991 − 0.02 = 0.00093 86 − 0.02 𝑥 = 0.093%

PROB. 7 LIBRO CARLOS GORDILLO) En la figura mostrada la presión del aire contenido en el cilindro es 2bar y la temperatura 20°C, el área circular del pistón es 100cm2. La masa del aire 8gr. Y la presión atmosférica 1 bar. Al sacar el pin se produce un descenso del pistón en un proceso a temperatura cte. Determinar a) El descenso del pistón

2kg 𝑉1 = 𝑚

𝑅𝑇1 𝑃1

𝑉1 = 0.008

∗0.287∗293𝑇1 200

𝑉1 = 0.003363643𝑚3 El pistón descenderá hasta que se produzca el equilibrio Sea P2=Presión final Sea V2= Volumen final Suma de F en y= 0 𝑃2 𝐴 + 𝑚𝑝 𝑔 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 ∗ 𝐴 𝑃2 0.01 + 12 ∗ 9.8 = 10000 ∗ 0.01 𝑃2 = 88240 𝑃𝑎 𝑅𝑇2 𝑃2 ∗ 0.287 ∗ 293 𝑉2 = 0.008 88.24 𝑉2 = 7.6238 ∗ 10−3 𝑚3 𝑉2 = 𝑚

∆ℎ =

∆ℎ =

𝑉2 − 𝑉1 𝐴

426.02 ∗ 10−5 0.01

∆ℎ = 0.426𝑚

PROB. 10 LIBRO CARLOS GORDILLO) En el sistema de la figura P1=2bar; V1=1m3 se transfiere calor hasta las condiciones p2=4bar y V2=2m3.Durante el proceso el resorte se comprime elásticamente (F=KX)

Si la presión atmosférica es de 100kPa. Determinar el trabajo realizado por el sistema en Kj

GAS

El trabajo estará representado por el área 𝑊= 𝑊=

(𝑃1 + 𝑃2 )(𝑉2 − 𝑉1 ) 2

(200 + 400)(2 − 1) 2 𝑊 = 300𝑘𝐽

PROB. 14 LIBRO CARLOS GORDILLO) En la figura que se muestra se tiene un cilindro y un pistón sin fricción al ponerse en funcionamiento el agitador el pistón se desplaza, comprimiéndose el agua el proceso 𝑝𝑣 0.5 = 𝑐𝑡𝑒, hasta una presión de 0.4 MPa a) Determine la calidad en % en el estado final b) Determine el trabajo realizado por el agua en kJ

H2O Pt=0.2Mpa M=2kg Aire m=2kg

Para el agua: a) V1=vg en tablas a Presión a 0.2MPa =0.8857 𝑃𝑉1𝑛 = 𝑃𝑉2𝑛 𝑣2 = 𝑃1/𝑃2𝑡/𝑛 √1 𝑣2 = 0.2/0.41/0.5 ∗ 0.8857

𝑣2 = 0.221425 𝑣2 = 𝑣𝑓 + 𝑥𝑣𝑓𝑔 a presión de 0.4 Mpa por tablas 𝑥2 = 0.47753 𝑥2 = 47.75% b) 𝑊=

𝑊=

𝑚(𝑃2𝑉2 − 𝑃1𝑉1 ) 1−𝑛

2(400 ∗ 0.221425 − 200 ∗ 0.8857) 1 − 0.5 𝑊 = −177.14𝑘𝐽