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Orientación Universidad
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termodinámica lista de ejercicios repaso, Ejercicios de Termodinámica

termodinámica lista de ejercicios repaso

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 30/04/2025

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julieth-rico-2 🇨🇴

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Universidad Industrial de Santander
Escuela de Ingeniería Mecánica
Lista de ejercicios 1. Propiedades de las sustancias puras.
Asignatura: Termodinámica I 21802, grupo B1.
Fecha: 24-02-25
Docente: Nury Audrey Nieto Garzón
naniegub@correo.uis.edu.co
1. Complete la siguiente tabla para el agua. En la última columna, describa la condición del agua como líquido
comprimido, líquido saturado, mezcla saturada, vapor saturado, vapor sobrecalentado.
p (kPa) T (°C) v (m
3
/kg) h (kJ/kg) Calidad (si es
aplicable) Descripción de
la condición
200
2706,3
130
0,65
400 3277
800
30
450
0,357
2. Determinar la fase o fases en un sistema que consta de agua con las siguientes propiedades y localice el
estado en los diagramas p – v y T– v.
a) p = 10 bar, x = 1.
b) p = 10 bar, v = 0,35 m
3
/kg.
c) T =100 °C, p = 0,5 bar.
d) T = 120 °C, v = 0,5 m
3
/kg.
e) T = 400 °F, p = 350 psi.
f) p = 500 psi, T = 120 °F.
3. Las siguientes tablas muestran la temperatura y volumen específico del vapor de agua a dos presiones
diferentes:
Usando estos datos, determine:
a) Volumen específico a T = 240 °C, p = 1,25 MPa, en m
3
/kg.
b) Temperatura a p = 1,5 MPa, v = 0,1555 m
3
/kg, en °C.
c) Volumen específico a T = 220 °C, p = 1,4 MPa, en m
3
/kg.
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Escuela de Ingeniería Mecánica

Lista de ejercicios 1. Propiedades de las sustancias puras.

Asignatura: Termodinámica I 21802, grupo B1. Fecha: 24-02-

Docente: Nury Audrey Nieto Garzón naniegub@correo.uis.edu.co

  1. Complete la siguiente tabla para el agua. En la última columna, describa la condición del agua como líquido comprimido, líquido saturado, mezcla saturada, vapor saturado, vapor sobrecalentado.

p (kPa) T (°C) v (m^3 /kg) h (kJ/kg) Calidad (si es aplicable)

Descripción de la condición 200 2706, 130 0, 400 3277 800 30 450 0,

  1. Determinar la fase o fases en un sistema que consta de agua con las siguientes propiedades y localice el estado en los diagramas p – v y T– v. a) p = 10 bar, x = 1. b) p = 10 bar, v = 0,35 m^3 /kg. c) T =100 °C, p = 0,5 bar. d) T = 120 °C, v = 0,5 m^3 /kg. e) T = 400 °F, p = 350 psi. f) p = 500 psi, T = 120 °F.
  2. Las siguientes tablas muestran la temperatura y volumen específico del vapor de agua a dos presiones diferentes:

Usando estos datos, determine: a) Volumen específico a T = 240 °C, p = 1,25 MPa, en m^3 /kg. b) Temperatura a p = 1,5 MPa, v = 0,1555 m^3 /kg, en °C. c) Volumen específico a T = 220 °C, p = 1,4 MPa, en m^3 /kg.

Escuela de Ingeniería Mecánica

  1. Como se muestra en la Figura 1, un cilindro rígido cerrado contiene diferentes volúmenes de agua líquida saturada y vapor de agua saturado a una temperatura de 150 °C. Determine la calidad de la mezcla.

Figura 1. Cilindro cerrado con mezcla saturada de agua, problema 4.

  1. Un tanque rígido de 5 pies^3 contiene 5 lbm de agua a 20 psia. Determine (a) la temperatura, (b) la entalpía

total y (c) la masa de cada fase de agua.

  1. Un tanque rígido de 15 pies^3 contiene una mezcla saturada de refrigerante 134a a 50 psia. Si el líquido saturado ocupa 20 % del volumen, determine la calidad y la masa total del refrigerante en el tanque.
  2. Un sistema pistón-cilindro se carga con un resorte lineal y la atmósfera exterior. Contiene agua a 5 MPa, 400 °C, con un volumen de 0,1 m^3 , como se muestra en la Figura 2. Si el pistón está en el fondo, el resorte ejerce una fuerza tal que p = 200 kPa. El sistema se enfría hasta que la presión alcanza 1200 kPa. Determine la masa del agua y el estado final ( T 2 , v 2 ). Represente el proceso en un diagrama p–v.

Figura 2. Sistema pistón-cilindro con resorte, problema 7.

  1. Una olla a presión (sistema cerrado) contiene agua a 100 °C y el volumen del líquido es 1/10 del volumen del vapor. Se calienta hasta que la presión alcanza 2,0 MPa. Determine la temperatura final. ¿El estado final tiene más o menos vapor que el estado inicial?
  2. Un recipiente rígido de 0,2 m^3 contiene inicialmente una mezcla de agua líquida y vapor saturado a 300 °C.

Posteriormente, el agua se calienta hasta que alcanza el estado del punto crítico. Determine la masa de vapor en el estado inicial y la energía interna inicial, en kJ. Muestre el proceso en un diagrama p-v.