Termodinmica3-29E Complete esta tabla para el refrigerante 134:T, FP, psiah, BTU/lbmxDescripcin de Fase

8078

150,6

1070129,46

180

1101

3-30 Un dispositivo de cilindro embolo contiene 0.85kg de regrigerante13a, a -10C. El embolo tiene el movimiento libre y su masa es 12kg con dimetro de 25cm. La presin atmosfrica local es de 88kPa. Se transfiere calor al refrigerante 13 hasta que la temperatura es de 15C Determinar:

3-31E Refrigerante 134a, cuyo volumen especifico es , fluye por un tubo de 120psia. Cul es la temperatura en el tubo?

3-32 Un kilogramo de agua llena un depsito de 15 L a una presin inicial de 2Mpa, despus se enfra el depsito a 40C. Determinar la temperatura inicial y la presin final del agua.H201kg150 l2MPa

P1= 2MpaV1= 0.000015=>Vapor hmedoT1= 212,38 C

V2= 0.000015=>LIQUIDO COMPRIMIDOP2= 7,3851 kPaT2= 40C

3-33 Un contenedor rgido de se llena con 10 kg de refrigerante 134a a una temperatura inicial de . Luego se calienta el contenedor hasta que la presin es de 200kPa. Determine la temperatura final y la presin inicial

3-34 la cmara izquierda, de 1,5 pies, de un sistema dividido se llena con 2lbm de agua a 500psia. El volumen de la cmara derecha tambin es de 1.5pies, y esta inicialmente al vaco, a continuacin se rompe y se transfiere calor al agua hasta que su temperatura llega a 300F. Determinar la presin final del agua en psi y la energa interna total en el estado final AL COMIENZO VACIO

AGUAV=0,75P= 500psia

V=0,75P= 500psiaVapor hmedoAL FINALv2= 2v1=1.5T2= 300FVapor HmedoP= 67,028 psiaUfg= 830,25

3-35 Un contenedor de se llena con 300 kg de refrigerante 134a a 10 C Cul es la entalpia especifica del refrigerante 134a en el contenedor?

3-36 Fluye refrigerante 134 a 200kpa y 25C por una lnea de refrigeracin determine su volumen Especfico

P=200KpAT=25CLIQUIDO COMPRIMIDOV=0.885783-37E Un dispositivo de cilindro-mbolo cargado por resorte se llena inicialmente con 0,2 lbm de una mezcla de lquido y vapor refrigerante 134a cuya temperatura es -30 F, y cuya calidad es 80 por ciento. En la relacin F=kx, la constante del resorte es , y el dimetro del pistn es 12 pulg. El refrigerante 134a experimenta un proceso que aumenta su volumen en 40 por ciento. Calcule la temperatura final y la entalpia final del refrigerante 134a.

Vf = 1.4Voml = 0.25mvVo = *bVf = 1.4 *bVf = *(b+b)

V = vf + X vfgV = 0.01143 + (0.8)(4.41857)v = 3.546286Vo = V = (0.2)(3.546286) = 0.7092572 ft3

Vo = *b = 0.7092572 b = 0.225763578 ftVf = 1.4*b = 0.992960077 ft3Vf = *b + *b b = 0.090305431 ft b = 1.083665173 pulg

F = kx = 37[lbf/pulg] * b = 40.09561141P = F/A = 0.08863076 psiPt = Patm + P = 14.78863076 psiaA 10 psia:4.9380 205.1600 404.9648 x

X= 22.41A 15 psia:4.5802 2004.7239 2204.9648 x

X = 253.528Total Interp:10 22.4115 253.52814.78863076 x

X = 243.7577 C = A 10 psia:4.9380 107.915.16 111.754.9648 x

X = 108. 3735A 15 psia:4.5802 145.374.7239 149.994.9648 x

X = 157.7350

Total Interp:10 108.373515 157.735014.78863076 x

X = h = 155.6483 [Btu/lbm] H = (0.2lbm)(155.6483) = 31.13 Btu3-38E Una libra-masa de agua llena un dispositivo cilindro-mbolo de peso conocido de 2.4264 ft3, a una temperatura de 600F. El dispositivo cilindro-mbolo se enfra ahora hasta que su temperatura es 200F. Determine la presin final del agua, en psia, y el volumen en ft3.

A 600F y v= 2.4264 P = 250[psia]

v= 0.01663 [ft3/lbm] V = (1lb)(0.01663) = 0.01663 ft3

3-39 Diez kilogramos de refrigerante 134a llenan un dispositivo cilindro-embolo de peso conocido de a una temperatura de -26,4 C. El contenedor se calienta ahora hasta que la temperatura llega a 100 C. Determine el volumen final del refrigerante 134a

3-40E Una libra masa de agua llena un contenedor cuyo volumen es 2 pies la presin en el contenedor es 10 pisa calcule la energa total y la entalpia en el contenedorV=2

P=10psiaVapor humedoT=193,16 FU=910,75 BtuH=981,82 Btu

3-41 Tres kilogramos de agua en un recipiente ejercen presin de 100 kPa, y tienen 250 C de temperatura. Cul es el volumen de este recipiente?Vapor sobrecalentado 25099,61T (C)100 kPa

v (m3/kg)

3-42 10 kg de refrigerante 13a a 300kpa estn llenan un recipiente rgido cuyo volumen es de 14l determine la temperatura y la entalpia total en el recipiente. Ahora se calienta el recipiente hasta que la presin es de 600kpa determina la temperatura y la entalpia total del refrigerante cuando el calentamiento se termina.

(v = cte)

Por lo que:

3-43 100 kg de refrigerante 134a a 200 kPa estn en un dispositivo de cilindro-embolo, cuyo volumen es . A continuacin se mueve el embolo, hasta que el volumen del recipiente es la mitad de su valor original. Esa compresin se hace de tal modo que la presin del refrigerante no cambia. Determine la temperatura final, y el cambio de energa interna total del refrigerante 134aP (psia)

0,00075330,099867v ( ft3/lbm)

3-44 Agua inicialmente a 300kPa estn en un dispositivo cilindro-embolo provisto de topes se deja enfriar el agua a presin constante hasta que adquiere la calidad de vapor saturado y el cilindro esta en reposo en los topes luego el agua sigue enfrindose hasta que la presin es de 100kPa En el diagrama T-V con respecto a las lneas de saturacin las curvas de proceso pasan tanto por los estados iniciales e intermedio como por el estado fundamental del agua etiquete el valor de T, P y V para los estados finales en las curvas del proceso encuentre el cambio total en energa interna entre los estados inicial y final por unidad de masa de agua

3-45E La presin atmosfrica de un lugar se suele especificar a las condiciones estndar, pero cambia con las condiciones meteorolgicas. Como dicen con frecuencia los pronsticos meteorolgicos, la presin atmosfrica baja durante el mal tiempo, y sube durante das claros y soleados. Si se indica que la diferencia entre las dos condiciones extremas es 0,2 pulgadas de mercurio, determine cunto vara la temperatura de ebullicin del agua al cambiar el clima de un extremo al otro

3-46 Una persona cocina en una olla de 30 cm de dimetro cuya tapa esta bien ajustada y deja que el alimento se enfri hasta la temperatura ambiente de 20C la masa total de alimento y la olla es de 8 kg entonces la persona trata de abrir la olla tirando de la tapa hacia arriba suponiendo que no haya entrado aire a la olla durante el enfriamiento determinar si la tapa se abrir o la olla subir junto con la tapa

3-47 Mediante una estufa elctrica se hierve agua a 1 atm de presin, en una olla de acero inoxidable con 25 cm de dimetro interior. Se observa que el nivel del agua baja 10 cm en 45 minutos, calcule la tasa de transferencia de calor a la olla.

3-48Repita el problema 3-47 para un lugar de 2000m de altura donde la presin atmosfrica estndar es 79,5kPa

3-49 El vapor de agua saturado que sale de la turbina de una planta termoelctrica est a 40 C, y se condensa en el exterior de un tubo de 3 cm de dimetro exterior y 35 m de longitud, a la tasa de . Calcule la tasa de transferencia de calor, del vapor de agua al agua de enfriamiento que fluye en el tubo, a travs de la pared del tubo

3-50se observa que hierbe agua en una olla de 5cm de profundidad a 98C A qu temperatura hervir el agua en una olla de 40cm de profundidad? Suponga que las dos ollas estn llenas de agua hasta sus bordes

3-51 Se calienta agua en un dispositivo de cilindro-embolo vertical. La masa del embolo es 20 kg, y su rea transversal es . La presin atmosfrica local es 100 kPa. Determine la temperatura a la que comienza a hervir el agua

3-52 Un recipiente rgido de 1.8m3 de volumen contiene 15kg de vapor hmedo de agua a 90C entonces se calienta lentamente el agua determine la temperatura a la cual el liquido que forma del vapor hmedo en el recipiente se evapora por completo tambin describa el proceso en un diagrama T-V con respecto a las lneas de saturacin V=0.120,12721 0,12 = 0,007210,12721 0,11508 = 0,012130, 00721 * 2, 97 CTf= 200 + 2, 97 = 202, 97C

3-53 Un dispositivo de cilindro-embolo contiene de agua lquida y de vapor de agua, en equilibrio a 600 kPa. Se transmite calor a presin constante, hasta que la temperatura llega a 200 Ca) Cul es la temperatura inicial del agua?b) Calcule la masa total del aguac) Calcule el volumen finald) Indique el proceso en un diagrama P-v con respecto a las lneas de saturacin

3-54 Regrese al problema 3-53 use el programa EES u otro para investigar el efecto de la presin sobre la masa total de agua en el recipiente dejar variar la presin de 0,1Mpa hasta 1Mpa repetir este diagrama la masa total del agua en funcin de la presin y escriba los resultados muestre tambin el proceso 3-53 en un diagrama P-V usando la funcin de dibujar propiedades en EES

m [kg] P1 [kPa]

96.39 100

95.31 200

94.67 300

94.24 400

93.93 500

93.71 600

93.56 700

93.45 800

93.38 900

93.34 1000

3-55E Se deja enfriar vapor de agua sobrecalentado a 180 psia y 500 F, a volumen constante, hasta que la temperatura baja a 250 F. En el estado final, calcule: a) la presin, b) la calidad, c) la entalpia. Tambin muestre el proceso en un diagrama T-v con respecto a las lneas de saturacin

3-56E Regrese al problema3-55E use el programa EES para investigar el efecto de la presin inicial sobre la calidad del agua en el estado final haga que la presin vari de 100psi a 300psi trace la grafica de calidad en funcin de la presin inicial y describa los resultados, Tambin indique el proceso del problema 3-55E en un diagrama T-V usando la funcin de dibujar propiedades en EES

3-57 Determine el volumen especfico, la energa interna y la entalpia del agua comprimida a 80 C y 20 MPa, usando la aproximacin de lquido saturado. Compare los valores con los que obtenga de las tablas del lquido comprimido

Tablas

Aproximacin liquido Saturado

3-58 Regrese al problema 3-57 use el programa EES para determinar las propiedades indicadas de liquido comprimido y comprelas con las que se obtuvieron usando la aproximacin de liquido saturado

3-59 Un dispositivo de cilindro-embolo contiene 0,8 kg de vapor de agua a 300 C y 1 MPa. El vapor se enfra a presin constante, hasta que se condensa la mitad de su masaa) Muestre el proceso en un diagrama T-vb) Calcule la temperatura finalc) Determine el cambio de volumen

3-60 Un recipiente rgido contiene vapor de agua a 250C a una presin desconocida cuando un recipiente se enfra a 124C el vapor comienza a condensarse estime la presin inicial en el recipiente

T1= 250CP= 0.3MPa=>Vapor saturadoT=124CP= 520,63136MPaV=0,77012m3/kg3-61 Un dispositivo cilindro-embolo contiene inicialmente 1,4 kg de agua lquida saturada a 200 C. Entonces, se transmite calor al agua, hasta que se cuadruplica el volumen, y el vapor solo contiene vapor saturado. Determine a) el volumen del recipiente, b) la temperatura y presin finales, c) el cambio de energa interna del agua

3-62 Cunto error se cometera al calcular el volumen especfico y la entalpia del agua a2 MPa y 140C usando la aproximacin para lquido comprimido?CUANDO TRABAJEMOS CON LA APROXIMACION DE LIQUIDO COMPRIMIDOP=2000kPaT= 140CVf= 0,001177 m3/kgCUANDO TRABAJEMOS LIQUIDO COMPRIMIDOVf = 0,0010169 m3/kg segn las tablas de lquido comprimidoError = 0.001177 0.0010169 Error = 0,000108 * 100 = 0,0108%

3-63 Cunto error se cometera al calcular el volumen especfico y la entalpa del agua a 20 MPa y 140 C, usando la aproximacin para lquido incompresible?3-64 En un principio 100g de refrigerante 134a llenan un dispositivo de cilindro embolo con carga constante a 60kPa y a - 20C a continuacin se calienta el dispositivo hasta que su temperatura sea de 100C determine el cambio de volumen en el dispositivo como resultado del calentamiento

3-65 Un recipiente rgido contiene 2 kg de refrigerante 134a a 800 kPa y 120 C. Determine el volumen del recipiente y la energa interna total.

3-66 En un recipiente de 0.5m3 contiene 10kg de refrigerante 34 a -20C Determine:V= 0.05 m3/kgT= -20C

LIQUIDO COMPRIMIDO

a) La presinP= 132,82KPab) La energa internaU = 904,2 KJc) El volumen ocupado por la parte liquidaV= 0.00489 m3

3-68 un recipiente rgido de 0.3m3 contiene al principio un vapor hmedo de agua a 150C entonces se calienta el agua hasta que llega al estado de punto critico calcule la masa del agua liquida y el volumen que ocupa el liquido con el estado inicial

T = 150CV=0.001091 m3/kgT=373,95CV= 0,105m3M=96,10kG