Trabajo de Calculo Termodinamica Quinto A

8/18/2019 Trabajo de Calculo Termodinamica Quinto A

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EJERCICIOS DE TERMODINÁMICA

EJERCICIO 1

Un tanque cerrado y rígido contiene 2.! "g# de agua en $or#a de %íquido y&a'or en equi%i(rio a una 're)i*n de +,.- at#. Si e% &o%u#en de% &a'or e) igua%!.2- &ece) e% &o%u#en de% %íquido deter#ine %a ca%idad de% &a'or dentro de%tanque.

Datosm=3.5kg

P=23.6atm

V G=2.54V F

x=?

RED DE SOLUCION

V G=2.54V F

mg.vg=2.54mf .vf

vg

2.54 vf =

mf

mg /+0

x=1

1+mf

mg /20

CALCULOS

P=23.6 atm∗101.325kpa

1atm =2391.27kpa


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UNI1ERSIDAD TCNICA DE COTO3A4IIN5ENIER6A E7ECTROMECÁNICA

3ERIODO8 OCTU9RE 2:+ ; A?TRABAJO DE CÁLCULO

ECUACI@N /+0

f

g

g

f

m

m

υ

υ

54.2=

kg m

kg m

m

m

g

f

3

3

)00417.0(*54.2

08376.0

=

908.7= g

f

m

m

ECUACI@N /20

g

f

m

m x+

=1

1

908.71

1

+= x

1122.0= x

%22.11= x

Trabajo de cálculo - Página 1 de 29


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EJERCICIO 2

En e% ci%indro que #ue)tra %a $igura ei)te .B "g# de agua en $or#a de %íquido

y &a'or en equi%i(rio a %a te#'eratura de )aturaci*n de +:C con una $racci*n

#)ica de% -!.2+ deter#ine %a) #a)a) y %o) &o%F#ene) de &a'or y %íquido.



4/29



kg m

kg m

V

V

m

m

mcm

mcmh

x

C T

Kgmm

Datos

f

g

f

g

f

g

metros

metros

sat

3

3

001091.0

39248.0

?

?

?

?

6872.072.68

5462.162.154

21.63

150

75.5

=

=

=

=

=

=

→ =

→ =

=

°=

=

ϑ

ϑ

φ

RED DE SOLUCIÓN

V =V f +V g

V f =m

f ϑ

f /+0

V g=mgϑ g /20

m=mf +mg

mf =m−mg /!0

x=mg

m

mg= xm /G0

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO ECUACI@N /G0



5/29



xmm g =

)75.5)(6321.0( kgmm g =

kgmm g 634.3=

ECUACI@N /!0

g f mmm −=

kgmm f )634.375.5( −=

kgmm f 116.2=

ECUACI@N /20

g g G mV ϑ =

)39248.0)(634.3(3

kg mkgmV G =

3

4262.1 mV G =

ECUACI@N /+0

f f F mV ϑ =

)001091.0)(116.2(3

kg mkgmV F =

300230.0 mV

F

=



6/29



EJERCICIO 3

3ara un )i)te#a ter#odin#ico de &a'or )aturado )e conoce que e% &o%u#en

de %íquido e) +H+- de% &o%u#en de &a'or )i %a te#'eratura de% )i)te#a e) de

2!:


7/29



lbm Ft

lbm Ft

mg

mf 3

3

)01684.0(16

374.19=

9046.71=mg

mf

ECUACI@N /20

mg

mf X

+

=

1

1

9046.711

1

+= X

11372.0= X



8/29



EJERCICIO 4

E% reci'iente de %a $igura contiene agua en $or#a de %íquido y &a'or a %a 're)i*n

de 2+. 9AR )i %a ca%idad de% &a'or e) !,.B y e% &o%u#en que ocu'a e%

%íquido e) :.GB 'ie! deter#ine e% di#etro de% tanque

Datos Transformando Undades

?

67.125

01294.0457.0

3875.0%75.38

21505.21

33

=

=

==

==

==

φ

cmh

m Ft Vf

X

KPa Bar P

RED DE SOLUCI!"



9/29


10/29



fg Xvvf v +=

Kg m Kg mv 33 )001180,009306.0(3875.0001180.0 −+=

Kg m Kg mv 33 )09138.0(3875.0001180.0 +=

Kg mv 3

03679.0=

ECUACI@N /G0

vf

Vf mf =

Kg m

mmf

3

3

001180.0

01294.0=

Kg mf 8739.10=

ECUACI@N /B0

X

mf m

−=1

3875.01

8739.10

−

= Kg

m

Kg m 7533.17=

ECUACI@ /-0

m X mg .=

)7533.17(*3875.0 Kg mg =

Kg mg 8794.6=

ECUACI@N /0

mg mf m +=

Kg Kg m 8794.68739.10 +=

Kg m 7533.17=



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ECUACI@N /!0

mvV .=

Kg Kg mV )7533.17(03679.0 3

=

36531.0 mV =

ECUACI@N /+0

h

V

.

4

π φ =

3

32

)2367.1(

)6531.0(4

m

m

π φ =

m8135.0=φ

EJERCICIO #

En e% ci%indro que #ue)tra %a $igura deter#ine %a a%tura L )i )te contiene !.,B"g# de agua en $or#a de %íquido y &a'or a %a 're)i*n de - "3a cuando %a

ca%idad e) de% !2.,B.



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DATOS

mcm

x

Kpa P

kgmm

metros7524.024.75

%82.45

387

72.5

→ =

=

=

=

φ

RED DE SOLUCIO"

V =π ∅

2. h

4

h=4V

π ∅2 /+0

v=vf + xvfg /20

v=V

m

V =v .m /!0

RESOLUCIÓN DEL EJERCICIO

CALCULOS

ECUACI@N /20

fg Xvvf v +=

Kg m Kg mv 33 )001981.04774532.0(4582.0001981.0 −+=



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Kg mv 3

21984.0=

ECUACI@N /!0

mvV .=

)72.5(*21984.03

kgmkg

mV =

32575.1 mV =

ECUACI@N /+0

2

4

πφ

V h =

2

3

)7524.0(*

)2575.1(*4

m

mh

π =

mh 82.2=



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EJERCICIO $

Un tanque con ca'acidad de +: %t) contiene %íquido y &a'or de agua )aturadoa 2! ')i )i e% ,B.2 de %a #a)a e) &a'or deter#ine %a #a)a tota% de%

)i)te#a.?

%25,87

26,1620235

15,0150 3

=

=

→ =

→ =

m x

kpa psi P

mltsV

Datos

kpa

metros

RED DE SOLUCIÓN

fg f

g f

g

g

f g

x

V m

mmm

xmm

m

m x

mmm

υ υ υ

υ

+=

=

−=

=

=

+=

]5[

]4[

]3[]2[

]1[



15/29


16/29



xmm g =

)39.1(*)8725,0( kgmm g =

kgmm g 21,1=

ECUACI@N /!0

g f mmm −=

kgmm f )2127.139640,1( −=

kgmm f 18,0=

ECUACI@N /+0

g f mmm +=

kgmm )18.02127.1( +=

kgmm 39,1=



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EJERCICIO %

Un tanque contiene eacta#ente :.B, %(# de agua con)i)tente) en %íquido y&a'or en equi%i(rio a +, ')i. Si e% %íquido y e% &a'or ocu'an cada uno %a #itadde% &o%u#en de% tanque cu% en %a ca%idad de% &a'or dentro de% tanqueP

f

g

V

V

x

psi P

lbmm

Datos

υ

υ

2

1

2

1

??

145

5,1

2

1

=

=

=

=

=

RED DE SOLUCI!"

g

f

m

m x+

=

1

1

/+0


3ri#ero inter'o%a#o) %o) &a%ore) de v f y v g 'ara 'oder re)o%&er e% eKercicio acontinuaci*n %a ta(%a de inter'o%aci*n.



18/29



SOLUCI!"

52,175

01807,0

1176,3

2

1

2

1

2

1

2

1

21

=

=

=

=

=

=

g

f

g

f

f

g

g

f

g g f f

g f

m

m

m

m

m

m

mV m

V V

V V

υ

υ

υ

ECUACI@N

g

f

m

m x

+

=

1

1

52,1751

1

+= x



19/29



0058,0= x

EJERCICIO &

Un tanque con ca'acidad de +2 'ie! contiene %íquido y &a'or )aturado a 2!:

')i )i e% de %a #a)a e) %íquido deter#ine %a #a)a tota% ei)tente en e%

tanque.

?

%99

230

12 3

=

=

=

=

m

x

psi P

pieV

Datos

RED DE SOLUCIÓN

m=V

ϑ /+0

ϑ =vf + x v fg /20




20/29




ECUACI@N /20

fg f xϑ ϑ ϑ +=

)018546.002168.2)(99.0()018546.0(33

lbm pie

lbm pie

−+=ϑ

)9831.1()018546.0(33

lbm pie

lbm pie

+=ϑ

)0016.2(

3

lbm pie=ϑ

ECUACI@N /+0

ϑ

ν =m

lbmm 4948.6=


lbm pie

piem

3

3

0016.2

12=


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EJERCICIO '

En un tanque cerrado y rígido ei)te +2 %(# de agua en $or#a de %íquido y

&a'or en equi%i(rio a %a 're)i*n de +, ')i )i e% &a'or con)tituye e% 2: de %a

#a)a y %a a%tura de% tanque e) de +.: # deter#ine e% di#etro de% tanque.

?

92.450.1

%20

185

12

=

→ =

=

=

=

φ

piesmh

x

psi P

lbmm

Datos

pies

RED DE SOLUCIÓN



22/29



V =π ∅

2

4∗h

∅=

√ 4V πh /+0

m=V

ϑ

V = mϑ /20

fg f xϑ ϑ ϑ +=

/!0



ECUACI@N /!0

fg f xϑ ϑ ϑ +=

)01830.04681.2)(20.0()01830.0(33

lbm pie

lbm pie

−+=ϑ

)4899.0()01830.0(33

lbm pie

lbm pie

+=ϑ



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)5082.0(3

lbm pie

=ϑ

ECUACI@N /20mV ϑ =

)12(*)5082.0(3

lbmlbm

pieV =

30984.6 pieV =

ECUACI@N /+0

h

V

*

4

π φ =

)92.4(*

)0984.6(4 3

pie

pie

π φ =

4566.15

3936.24 2

pie=φ

25781.1 pie=φ

pies25.1=φ

EJERCICIO 1(



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En un reci'iente ei)te &a'or de agua )aturado y )eco )e conoce que e%&o%u#en e)'ecí$ico de% &a'or e) de 2.2G 'ie! H%(# deter#ine %a 're)i*n yte#'eratura de )aturaci*n de% )i)te#a.

DATOS

g

igualdad vVSS = → υ

lbm

pie3254.2=υ

SOLUCIO"

psi P 8496.203=

F T °= 2759.383



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EJERCICIO 11

En un )i)te#a ter#odin#ico %a 're)i*n e) de : ')i y e% &o%u#en e)'ecí$icoe) de ,.!+G 'ie! H %(# deter#inar %a te#'eratura de% )i)te#a.

?

80

9314,83

=

=

=

sis temaT

psi P

lbm pie

Datos

υ

g υ

υ

)e dice que e) &a'or )o(reca%entado 1SCRESOLUCIÓN DEL EJERCICIO

F T sis tema °= 64,748

Se dice que e) &a'or )o(reca%entado y )e inter'o%a %o) &a%ore) de %ate#'eratura entre B::< y ,::< 'ara 'oder o(tener %a te#'eratura de%)i)te#a.



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EJERCICIO 12

Un ci%indro cerrado y rígido )u di#etro interior #ide B- ## y )u a%tura +!2G## %a 're)i*n e) de !: "3a %a #a)a de% )i)te#a e) de +.!2 "g deter#ine %ate#'eratura de% )i)te#a.

?

57,1

200

972,11972

875,0875

=

=

=

→ =

→ =

sis tema

metros

metros

T

kgmm

kpa P

mmmh

mmm

Datos

φ

RED DE SOLUCIÓN

m=V

ϑ

ϑ =V

m /+0

ϑ =ϑ f + xϑ fg

x=ϑ −ϑ f

ϑ fg /20

V =π ∅

2

4∗h /!0


ECUACI@N /!0

hV *4

2πφ =

)972,1(*4

)875,0(* 2m

mV

π =



27/29



318,1 mV =

ECUACI@N /+0

m

V =υ

kgm

m

57,1

18,1 3=υ

kgm

m36742,0=υ

ECUACI@N /20

fg

f x

υ

υ υ −=

kgmm

kgmm

x3

3

)001061,088578,0(

)001061,06742,0(

−

−=

7608,0= x

%08,76= x

A% tener una ca%idad 'ode#o) decir que %a te#'eratura de% )i)te#a )er igua% a%a te#'eratura de )aturaci*n de 2::"'a.

sist ema sat T T =

C T sat °= 21.120



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EJERCICIO 13

Deter#ine %a #a)a de% )i)te#a ter#odin#ico 'ara e% cua% e% &o%u#en e) de+.!B #! %a 're)i*n #ide G:: "3a y %a te#'eratura -B,C.

SST!"#S#T$%#C&'

SST!"#

S#T

(Tsaturacio

T T

C T

C T kpa P

cmV

m

Datos

〉

°=

°= → =

=

=

678

61,143400

375,1

?

3

RED DE SOLUCIÓN

m=V

ϑ /+0


3ri#ero inter'o%a#o) %o) &a%ore) de% &o%u#en e)'ecí$ico Q )Ʋ 'ara 'oderre)o%&er e% eKercicio a continuaci*n %a ta(%a de inter'o%aci*n.



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Tene#o) en e)te eKercicio que e) &a'or )o(reca%entado e) 'or e)o queocu'a#o) %a) te#'eratura) de -:: y B:: a %a 're)i*n de :G: M'a 'ara 'oder o(tener e% &o%u#en e)'eci$ico.

ECUACI@N /+0

ϑ

ν =m

kg m

mm

3

3

09601,1

375.1=

kg m 2545,1=

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