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Universidad de
la
sabana
Termodinámica
Taller
segundo
Corte
Ana
Maria Ruiz
Naranjo
Código
:
Punto
II Taller
1
Un
recipiente
de 1ms con
aire
a 254
y
500hPa
se loneta con otro
recipiente
que
contiene
5kg
de
aire a
4200hPa ,
a través de Una válvula. la válvula se
abre
y
se
deja
que
todo
el sistema
llegue
al
equilibrio
térmico
con
los
alrededores
,
que
están a
.
Determine el
volumen del
segundo
recipiente
y
la
presión
final de
equilibrio
del Alte
.
Recipiente
1
Recipiente
Union
KIM
?
A-
5kg
F-
2939k
F-
F-
350L
3089k
D=
f- 200hPa
Volumen en
el
segundo recipiente
Pg
Rpa
.ms/kg.RUri--MnRTriPnOm--l5Rgll0.28tMPam31kg.bll
380N
200hPa
Up
,
=
2,21M
?
MM
=
Pri
Vrs
RTM
Mre
=
1500Mpts11 1mA
10,28T
Mpa
.ms/Mg.Rll298MMri=
5,85kg
Cuando el
proceso
esta en
equilibrio
:
U
Ont Un
=
3,21ms
M
=
MMTMRI
=
10,85kg
b)
la
presión
final
Pp
:
MPTF
v
=
110,84641101287hPa
.ms/Mg.pell293M
3,21 m
=
284,1Mpts
Punto 12 taller
0,6kg
de
argón
llenan
un
dispositivo
de cilindro
émbolo
,
a 550
papa
. le mueven
el
émbolo cambiando
sus
largas
,
hasta
que
el volumen es el
doble de
tu
magnitud
Inicial. El proceso
el Isotérmico. Calcule la
presión
Final del
DISPOSITIVO
.
Estado
Estado
?
A-
0,6kg
Va Up
Pi
550km
Tete
COMO
la
temperatura
es constante
,
y
la
Igual
con
ambas
presiones
.
entonces la ecuación del
gas
Ideal
puede
definirse COMO
Mvp
:P
,
va
Pz
:
PI Os
va
P
,
= MUY
P
,
=
A
2
Pa
=
550hPa
Pi
=
275Mpts
Punto
Taller
Se
calienta
etileno
a
presión
constante de SMPA
y
,
hasta 2004
. Use la carta
de
compresibilidad para
determinar
el
cambio en
el
volumen
especifico
del etileno
,
resultado de este calentamiento
Propiedades
Rg
.
papa
.ms/Rg.M
TU
=
282.4k
7293k
Pete
Por
=
5,2M
Pa
Ti 473M
Pri
=
PI
SMPA
= 0,98 Pr
,
=
Pa = SMPA = 0,
Por
5,12M
Pa
PU
5.RMPA
Try
=
Ti =
293M
=
Tri Tz
=
473k
Tu 282,4M TU 281,4k
72=0,
El cambio
en
el
volumen
especifico
es
A- R
lzír
tití
p
=
0,2964hPa
.ms/R9kll0.9bHl4t3kl-l0i5blll93k--Q0lHm3lRg
5000hPa
Punto
A
pyston
cyhnder
device
Imtially
contar ns
0,07ms
OF
mtroqen gas
at
130
Mpa
and
200L
. The
mtrogen
is now expande
d
polytropically
to
a State of 100
Mpa
and 1004
.
Determine
the
boundary
worlk
done
during
this
proust
TO determine
the
pay
tropic
Index use
the
following
eqvation
MUY
=
RO
,
"
A-
0,2968 papa MMMM
Estado
1
Estado
?
D= 130hPa
D= 100ha
RUÍ
:P
,
vi
3930k
F-
1004 3739k
f- 0,07N
Encontrar
la masa en el estado
1
considerando
que
el
mtrogeno
es
un
gas
Ideal
Pelli
:
MR
ti
M
=
RM
Rh
M
= 1130k Pullo
,
07h
0,2968hPa
.ms/kgMl393hm--
0,078kg
Encontrar el volumen
en
el
estado
la
masa
del sistema
el constante
P
,
Oz
=
MRIT
Uz
=
MRTZ
Pz
O
,
=
10,078411012968hPa.ms/k9tkll3730M
100hPa
OE 0,086ms
Encontrar n en el
proceso
POIIHOPHO
ROM
:P
,
van
*μ
:
M
=
109 lvrlvrl
"
M
R
n
=
10910,01ms
10,086M"
( Yapa )
A- 1,
Encontrar
el
trabajo
de frontera
A-
=
Pitt
Pills
n
=
(IOOMPA
.
0,086ms)
1130 Rpa
.
0,07M 31
=
2M
Punto 2
A
pyston
lylinderdevke
with aut
of
stop
I
Imtially
lontalns
0.3kg
Of
Hearn at
MPA and
4004 The
location Of
the
HOPI
CON el
pond
to 601
Of the
Mittal
Volume. Now
the Hearn Is
COOKD
. Determine the
compre
HION NORA
A
the
Final State
II
al IMPA and 2504
Estado
1
Estado
2
M
:
0,3kg
F-
IMPA
A-
IM
Pa
FBOOL
F- 4004 f-
Vi
.
determinar
la
fase del
vapor
a
1000M
pa
la T
de saturación
el 179,
e
;
por
lo vales un
vapor
sobrecalentado
Encontrar el
volumen 1
Os
=
0,30661ms
1kg
Encontrar la fase en
el
estado
2
A
1000k
pa
la
T
de
saturación
es 179,
;
vapor
sobrecalentado
Encontrar
el volumen
2
VE 0,23275mV
q
Encontrar el
trabajo
de
compresión
Wi
f¡
mpdv
=
MPIVI
VA
=
IOBRGXIOOOMPAIIO
,
23275M
3/
0,30061M
=
22,158M
Punto 3
A FNLUONEK
PIHON
lyllnder
denle
lmtldlly
Cortan
200L OF saturated
refrigerante
1349. The
PIHON
Is free to
more ,
and
Its Mall Is such
that It
mantaIN
apresure
OF 900M pa
on the
refrigerante
The
refrigeran
t now
heated
UNH
Its
tempera
tuve
mes 704 .
Calmate the worlkdone
during
this
proles
,
Estado
Estado
2
=
200L
0,2ms
T
:
700L
A
900AM
encontrar
el
volumen
especifico
en
el estado
1
O
,
=
0,0008580M
?
IRG
Encontrar
la
masa
del sistema
0,2ms A-
¥
=
0,0008580M
?
1M
=
233,1kg
Encontrar
el
trabajo
de la frontera
W
=
Pzvz
PNI
n
W
:
1100k
pa
0.124ms)
ll30hPa
.
QOTM
8,25M
Encontrar la T final
se
puede
tratar como
gas
Ideal
A- Pr
Un
RT
.
Tz
=
P
Vr
MR
Tz
=
Pilla
PNI
xD
Mi
Rpa
10,124ms
1130hPa
110,07Mt
3930k
TE
535,5k
Punto
batured Water
vapor
at 2004 lblsothermkal
londensed
to
a
salvrated
liquido
Ina
PIHOR
lyllnder
deme
. Calmate
the heat transfer
and the World dona
during
this
proas
Estado 1-
vapor
saturado Estado
2-
liquido
saturado
F- 2000C F- 2000L
Ein
Eout
= E
system
Win
Quout
=
U
Encontrar
el
trabajo
realizado
Estado
Estado
2
Te
= 1004 Ti
P
=
1554,9hPa
PE
1554,9hPa
¡
0,12721ms
llkg
VE 0,
tmsllkg
wb.info?PdV=PlVr-V1l
=
1554,9hPa 10,
MMM
0,12721M
?
ltkgl
=
195,86M
Encontrar el calor transferido
Nin
Qout
=
AU
Win
Mi
UN
Qout
=
195,86M
1850Mt
kg -2594,
=
1547,88M
IMG
Punto t
A
weltinwlatedrigid
tank
lontarns
5kg
OF
a Ialvrated
llama vapor
mixture of Water
at
100hPa.
lmtially,
Three
quarter
OF
the mass Is In
Hand phase
.
An
electric resistor
placed
In
the
tank
Is Connect
ed to a IIOV Source ,
anda wrrent
OF 8A FIOWS
though
the
resistor when the
Switch Is
turned On.
Determine now
long
It
Will
talk
to
vaporiza
al
the
liquid
In the tank. Alto
,
show the
procesiona
TU
dlagram
with
respect
to
saturaron
lines
MT
=
5kg
Me
=
3,75kg
Mv
=
1,25kg
f-
11W
I
8A
En
Eout
=
Esustem
En = AU
VIAT
=
MIUR
UN
Encontrar
el volumen
y
la
energia
interna del
sistema
D=
IOOMPU
Vr.
= 0,
MIRA
Un
=
0ft
XLO
v
Vg
:
1,6941ms
1kg
Q
= 0,0010439ms
Ílkgt
0,241,6941mV
Rg
0,001043ms
llkgl
Uf
=
417,40 MI
Ilkg
Vi
=
0,4243ms
IMG
4g
= 2505,
MING
X
=
M vapor
= 0,
Un
=
Uftx
Ufg
mira
= 417,40k JIM 9
t 0,2512088.IN/tk
41=939,45 NI
kg
Encontrar
la
energía
interna
2
U
=
0,4243ms
1kg
VE
0,41391M
31kg
VE
2553,1k Jllkq
U
,
=
0,46242ms
llkg
UE
2557.1k
Jltkg
Hi
:L
"
:
:
"
a-
2556,24M
llkg
Encontrar el
tiempo
VI
T
=
MIUI
UN
F-
MIUI
VI
F- 5412556,24k JING
939,45k JIMI
(
1000 V. A
MOVIL
8A
1
Mls
)
F- 9186,
segundos
Punto
Two
tanks
Hank
A
and tank BI
areseparated by
a
partitura
.
lmtially
,
tank
A
contar
ns 2kg
Steam
at
I
MPa
and 3000L while tank
B
lontalns
3kg
satvrqted
liquid
vapor
mixure at BOY with a
vapor
Mass
traction
OF
:
. Now the
partihon
Is removed and the two Side
are
allowed
to
Mix vnhl
the
Mechanical
and then mal
equilibrium
are
stablished
. A
the
pressvre
at
the final
State is
300hPa
,
determine al
the
temperatura
and
the
quality
of
the
Hearn IIF
mixture ) at
the Final state and
b)
the amount of heat
lost
from the tanks
.
Tank A Tank B
2kg 3kg
IMPA 1504
3004 X
0,
al
la
temperatura
final
y
la
calidad
del
vapor
en
el
estado
final
Por
la tabla A-
6 Por
la
tabla A- 4
ha
=
1MPa
ve
=
0,
mrsllkg
F.
B
= 1500L
Uf
: 0,
mrsltkg
Tpa
=
3004 Un
= 2793,7M
JING
Yun
: 0,
0g
= 0,39248 mil
kg
=
MING
Ufg
:
MJI
kg
VI.
B
= Uft X
Ofg
=
0,001091ms
1kg
t 0,510,
msllkg
0,001091M
=
0,19679ms
Mg
,
B
=
Uf
TX
Ufg
=
631,66M
kg
t
0,511944M
kgl
=
MING
Vr
=
VA t VB
=
MVA t WNB
=
2kg
.
0,25799ms
llkgt 3kg
.
0,196T
msltkg
=
1,10635ms
Oz
= 1,10635ms
5kg
=
mil
kg
E- 300hPa
'
Tr
:
vi. 0,22127ms
Mg
X
,
=
va
vr
.
Vg
Of
=
0,21ktMIRA
-0,001073ms
1kg
0,60582ms
llkg
0,001073M
'
lpeg
=
U
,
=
Uft
Xr
Ufg
=
561,11 MJI
kg
t 0,
.IM/Rgl=Rt4.b7MJIMg
b)
Cantidad de
pérdida
de
calor de los
tanques
En
tout
=
Esystem
QOUT
=
UA t
UB
QOUT
=
MALVA
,
2-
UA ,
el t
MB
UB
,
z
UB
,
Qout
.
2kg
t
MING
,
TRJIKGI
t
3kg
1282,841kg
1595,3641kg
QOUT
=
391-5,74 RJ
Qour
=
3975,74M
Punto
A
4M xsmxbm room
Is
to
be heated
by
a
baseboard resistance heater.lt Isdesired
that
the resistente heater be
able
to
Muse
the air
temperatura
In the room from t to
230L Within 15mm
.
ASNMMG
not heat tales
from
the
room andan
atmospheric
pressvre
Of
100hPa
,
determine
the
requred power
of resistance
heater
. Asume
Constant
Speck
Keats at
room temperatura
U
:
=
120ms
T
,
= toc 2800M ti
-0mm
TE 234 2960k
ti
=
15mm
determinar
el
trabajo
realizado
por
el calentador
En
Eovi =
Esystem
Wneto
=
U
4
=
(v.mx
T
2960k
2800k
=
100k U
=
lvm
. T
U
=
0,718M
kg
.
.
16%
M :p
V
KJ
M
:
1,2245kg
1ms
"
120ms
m
146,94kg
lv
=
Por la tabla A
lv
=
KJVKG
determinar
la
potencia
A-
W E-
15mm
.
6049
=
900kg
t
1mm
D= 1688,05 KJ
A-
1,88kW
2. Encontrar la
energia
transferida
lp
=
87551kg
.lk
Qp
:
0,4155kg
.
87551kg
K
.
14130k -295%
=
41,9MI
Encontrar
la
resistencia delNKU
Qe
=
Qp
n
=
41,9MW
=
50,47M]
Encontrar el
tiempo
MINIMO
E-
Qe
W
E-
50,47M
1kW
E-
50,47kg
Punto
A
Mass
Of
Sky
of
satvrated
liquid
vapor
mixvre Of Water
11
lontained In a
plston
ufhnder
device
at 125 Rpa.
lmhally
.
2kg
of the
Water
IS
In
the
liquid phase
and
the
rest
Is In
vapor
phale
.
Heat is now
transforma
to the
Water
,
and
the
Pitton ,
which is
testing
on a set
OFHOPS
.
Hartsmovlng
when the Presswe Inside
rachel
300hPa
.
Heat transfer continue vnti the total volume
Inweases
by
.
Determine
al
the lmhal and the Final
temperatura.
b) the
Mass
of
liquid
Water whan the
Pitton
KNT Start I
movlng
.
and ll the Worth done
during
this
PROHH
. Alto ,
IHOW
the
pro
HD On a
RV
Magnum
Mw
=
3kg
mq
=
3kg
-1kg
=
2kg
Mi
=
1kg
p ,
=
papa
Pa
=
300hPa
Va
=
Ve
al
Temperatura
inicial
y
t.nu
Encontrar
el volumen 1
A--
115hPa
Te 105.
Or
.
= 0,001048ms
ltkg
T de saturación a
125hPa
Uq
=
1,3750M
31kg
K
:
Mr
. Of it
Mgvg
=
1kg
0,001048M
31kg
t
2kg
.
43750
msllkg
=
2,75M
?
Encontrar el
volumen 2
Nz
:
1,
.
Vi
=
.
2,75ms
=
3,3M
?
Encontrar
la
temperatura
final
Oz
= 3.3ms Te
VII.03155M
31kg
3kg
TI
-5004 OE
1,1867431kg
=
1,10042mV
Mg
msllkg
A
300hPa
vz
=
1,
mssllkg
F- Ur
U Ttt
U
01 T
Ui
vs Oz
Os
Tz
=
b)
masa del
liquido
vapor
comprobar
el estado
2
A
300hPa
y
Un 2.Hm
= Ve 2,75ms
34=0,9167 mrsltkg
el
Og
0,
msllkg
el menor
, por
lo wal es
una mezcla
M
V
=
2,75M
?
O
.ms/kg--3Mg
C)
Trabajo
total
N
= Wit WZ
W
Wiz
=
Pzlvr
UN
=
300hPa
l3,3Mt
2
,
-15Mt
=
105M
Punto
Apvmpinureases
the water
preswre
from
70hPa
at
the
Inlet
to
700hPa
at
the
Outlet
. Water enter
this
pvmpatkocthrovgna
1cm drameter
Opening
and exist
throvgha
sumdiameter
Opening
. Determine
the
Velocity
Of the Water at the Met and Ovletwhen
mas
NON rate
though
the
pump
is
Oislkgs
.
Will these
velouhllchwngenqmmant.ly
If the Inlet
temperatura
A
rcusedto 404
?
Inlet Outlet
E-
NAPA
R
700hPa
E-
154 DE
hscm
D= km
ni
=
0,5kg
s
m
'
:
0,5ms
encontrar el volumen
especifico en
la entrada
y
la salida
entrada
agua
liquida
saturada
R
=
50hPa Ve 0,001030ms
kg
A-
P
P
alle t
R
P u U
Pi
. 75hPa OEO ,
001037ms
Mg
Pr
Pp Pz
Pi
D=
70hPa vi.
0,0010314ms
kg
hitviirh
,
tu
'
2 2
F-2504k
CELO
RJ
kg
.tk
VE VII.
21ha
hi
Tr
3004k
lpi
. 1,
BING.tk
..
F-
p
1,00328M
kg.pe
Vi
.
4411pts
Il
h :(
PT
VE
1500ms
'
1-
211,00328M
kg.tk/l2930k3630klf1kJR
1000M
's
'
VE
15,81ms
Punto 16
Steam
flowssteadilythrovghanadiabatk
turbine. The Inlet londitionsotfthesteamare
IOMPA
,
4500L
,
and 80ms
,
and the exit con
dltwns
are
10hPa
,
92
'
.
quality
and 50ms- The Mass Flow rate Of
the steamls
12kg
s
. Determine
atthechangelnlkineticenergy ,
b)
the
Power Output ,
and c) the turbine Mktarea
Entrada Salida
Pi
:
10Mpts RAMPA
Tr
:
LISOOL 4--
'
.
Víboras vi.
50ms
Milllkgs
milllkgs
a) el cambio en
energia
cinética
ll
' ll
,
la
=
vi - vi
2 2
-150mA
'
-180mA
'
15kg
mira
=
=
1,95M
1kg
b)
la
potencia
de
salida
la turbina es
el sistema
O
Ein tout
Esystem
Érin = EOUT
mihrtmivj
'
Wartmihrtnívzi
encontrar
la
entalpía
de la entrada
y
la
salida
Entrada
Salida
vapordeagua
agua
saturada
A- IOMPA Píkllkpa
F- 4504
hp
191,81N
kg
hí.
3242,4M
kg hig-1391.IN/Rg
G- 0,029782mi/h
hi-hr.tl/hrghi--I9l.8lkJlkgtQ9ll2392.1MJkg1hr=239l.54RJMy
encontrar la
potencia
de salida
Wovi
=
Ni he
hit
vi
Vi .
1h
2
1000mi si
Wovi
=
12kg
I
3242,4M
kg
-2391,54M
lkgt
180mA
'
¡
150ms
'
n 165kg
1000mi si
=
,
HW
C)
área de la entrada a la turbina
Q
_ VA
mi a-
VA
A
=
miv
V
A
=
42
kg
sll
0,019782ms kgl
80ms
A-
= 0,00447mL
Punto H
Carbon
dloxlde enteran adlabatk compresor
at 100M
pa
and 300M at a rate of 0,5kg
s and llaves at 600hPa and 4500k.
Neglecting
Kinect
energy
Chargers,
determine al the Volume
Flow rate
of the Carbon
divide at the
compressa
Inlet and bl the
power
in put
to the
compressa
al Volume
Flow
rate
Ti:
3000M
PORT
Pi
=
100hPa a- RT
Rg
:
0,1889hPa
m
'
kg
.pe
P
A- 0, kpa.ms
kg.tk/l3000lk
100hPa
0=0,5649 M
kg
ii.
miv
=
0,5kg
s
.
0,5649ms
kg
Ú
=
0,183 m
'
s
b)
Power
Input
to the
compresor
o
Tabla
A -
Ein
Eout
=
Ésystem
4=9,431 KJ tema
Éln
=
ÉOUT
HE
15,483k
J lkmol
M
=
44,01kg
ltkmol
híntmhínihr
Win
= milhr
hd
Win
=
nilhi
hit
M
=
0,5kg s
KJ
lkmol
9431 KJ Knoll
44kg
KMOI
= 68,8MW
Én
Éoui =
Esystem
°
ÉIN = ÉOUT
Niki t
mi
,
hi
=
Mhz
mis Tit mis Tz
=
lnírtmrttz
Mi
=
MI Tz
Fi
T
Tz
mi
=
0,5kg
s
424-
ME
0,864kg
s
Punto 21
Air
kp -1,005N
kg
04 Is to be
preheated
by
hot exhavst
gases
in a Cross
Flow
heat
exchange
be
for It enter
the Furnace. Air enter the
heat
exchange
r at 95hPa
and
204 at a rate OF 0,
m
'
s
. The combustión
gases
lcp
: 1.10M
Mg
. 41 enter at
1804 at a rate OF 1,1kg
s and Have at
954 Determine the rate of heat
transfer
to the air and
Its Outlet
temperatura
AN bases
p
=
1,005M
]
kg
" (
D= 1,10 MI
Mg
"
l
Pi
=
95hPa
Tr
=
Ti
204
mi
:
1,1kg
s
vi. 0,8M
'
s Tr
=
954
Ém
Éór
=
Esystem
Mhr
=
QOUT TMHL
QUE mlhr
QOUT
=
Muplti
Tr)
Para el
gas
QOUT
=
mlpltr
=
1,1kg
s
.
1,10M
kg
.
lrl954-
=
83,6MW
Encontrar
el
flujo
marco a la entrada
M
= PV
RI
M
.
0,8M
'
s
ttkpam
Kgb
010443
mi
0,90kpts
QOUT
=
WILPLT ,
Tt 1
TI
=
QOUT t T
Mp
Tz
= 83,6kW
t
204
0,90kg
S
.
1,005M
kg
%
TE 91,
Punto
2L
A house
hasan electric
Keating System
that
const of a 300
w tan
an electric resistance
keating
element placed in
a ducti
ANHOWS
Steady though
the
dvut at a rate of
0,6kg
s and experience a
temperatura
me
of
toc The late OF heat
las from
the our
In the
aut is
esttmated to be 300W. Determine the power
rating
of
the
electnng
resistance
Keating
element.
Éin
Éoui
=
Esystem
°
Fin
=
ÉOUT
Ninian t Win
,
etmih
,
= Qiouitmihr
Win
,
fant
Wine
=
Óovrt mi
lhi
hd
Win
,
tant Wind
=
Qovitmlpltz
Til
Win
,
e
=
ÜOUTTMLPITI
Tel
, Fun
Win
,
e
= 0,3MW t
0,6kg
s
.
1,104kg
.
l
'
74-
0,3kW
Wine
:
4,62kW
Punto
Consideran
8L evawated
ngld
battle
that is Surrounded
by
the atmospheric
at 100hPa and Hol .
.
A value at the neck OF
the battle Is now opened and
the
atmospheric
air Hallowell to Flow Into the battle. The air
trapped
In the battle eventual
ly
Haches thermal equilibrium
with the Atmospheric
as a result
Of heat transfer
though
the Wall of the battle.
The value remains
Open
during
the
proles
so that the
trapped air
also reaches Mechanical
equilibrium
with
the
atmosphere.
Determine the net
heat transfer
though
the Wall of
the battle
during
this fill
my
proles
.
VB
: 8L
=
0,008ms
A-
=
100hPa
Tr.
=
174
Rg
0,287MPam
}
Kgb
Balance de
energia
En
EOUT
=
Esystem
Qint Mihi
=
Mi 42
Balance
de masa
Min
Msyttem
Mi
= M
ME
PFVF
RTF
=
400hPa)(0,008ms
10,187A
Pam
?
kglkll
2900kt
=
0,096kg
de la tabla A-
Ha
1904k
hi
=
290,
MJ
kg
UE
206,91M
kg
Qin
=
Miller
hit
=
0,096kg
1206,91M
kg
-290,16k
JIKGI
Qin
=
-8M
QOUT = 8D]
