lunes, febrero 14

Segunda Ley de la Termodinámica - Ejercicios Resueltos (Ciclo Carnot, Máquinas Termicas, Entropía)

Ejercicios Resueltos  de la Segunda Ley de la Termodinámica (Ciclo Carnot, Máquinas Termicas, Entropía).



Las Leyes de la Termodinámica.




La Segunda Ley de la Termodinámica.

20 comentarios:

  1. El flujo de descarga de calor al medio ambiente es de 115500 kJ/h para un aire acondicionado que extrae calor de una oficina a 1817 kJ/min. La potencia eléctrica que requiere este equipo, en kJ/h, es de:

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  2. Wns=Qh-Ql
    115.500-30.28= 115469.72kj/h = 30.07 kw

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  3. En una planta de fuerza de vapor de agua entra a la bomba a 1.41kgf/cm^2 y 48.9 ºC y sale a 98.4kgf/cm^2. Calcule el trabajo por kg de este proceso, si se lleva a cabo isentrópicamente

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  4. determine en joules el trabajo producido por una maquina térmica con una eficiencia de 20% cuando se le suministra 8.710 a la 5 calorías ayuda!!

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  5. En un cilindro se expande vapor de agua, de calidad 85%, a presion constante de 800 kPa añadiendo 2000kj/kg de calor. calculese el aumento de entropia y le temperatura final.

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  6. 5. 22,7703 gramos de nitrógeno gaseoso (N2) son sometidos al siguiente proceso cíclico.
    a. 12: compresión adiabática desde 2 atm y 10 L hasta 2 L.
    b. 23: expansión hasta 2atm y 8 litros.
    c. 31: expansión isobárica.
    Determinar lo siguiente:
    a. Calcular temperaturas, presiones y volúmenes de cada etapa
    b. Realizar los diagramas PV, PT, TP
    c. Calcular Q, W, U, H y S para cada etapa
    d. Realizar los diagramas de US, UH, HS
    e. Realizar una tabla resumen
    f. Realizar un análisis de cada uno de los resultados obtenidos

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  7. 5. 22,7703 gramos de nitrógeno gaseoso (N2) son sometidos al siguiente proceso cíclico.
    a. 12: compresión adiabática desde 2 atm y 10 L hasta 2 L.
    b. 23: expansión hasta 2atm y 8 litros.
    c. 31: expansión isobárica.
    Determinar lo siguiente:
    a. Calcular temperaturas, presiones y volúmenes de cada etapa
    b. Realizar los diagramas PV, PT, TP
    c. Calcular Q, W, U, H y S para cada etapa
    d. Realizar los diagramas de US, UH, HS
    e. Realizar una tabla resumen
    f. Realizar un análisis de cada uno de los resultados obtenidos

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  8. 5. 22,7703 gramos de nitrógeno gaseoso (N2) son sometidos al siguiente proceso cíclico.
    a. 12: compresión adiabática desde 2 atm y 10 L hasta 2 L.
    b. 23: expansión hasta 2atm y 8 litros.
    c. 31: expansión isobárica.
    Determinar lo siguiente:
    a. Calcular temperaturas, presiones y volúmenes de cada etapa
    b. Realizar los diagramas PV, PT, TP
    c. Calcular Q, W, U, H y S para cada etapa
    d. Realizar los diagramas de US, UH, HS
    e. Realizar una tabla resumen
    f. Realizar un análisis de cada uno de los resultados obtenidos

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  9. Una máquina térmica reversible emplea He (gas perfecto)como fluido de trabajo y opera en un ciclo de Carnot. Si la temperatura y el calor de la fuente caliente de dicha máquina son 100ºC y 5300 J/mol respectivamente y además el calor expulsado durante el proceso de compresión isotérmica es un 30% menor al expulsado en el mismo proceso de una máquina real cuyo rendimiento y trabajo producido son del 40% y de 2000J/mol, determine:

    f) El esquema de los ciclos de ambas máquinas térmicas indicando los flujos de energía (qc, qf y -W)
    g) Represente de forma cualitativa el proceso cíclico que realiza el gas en la máquina reversible en diagramas P-V, T-V y T-S. Indique cómo son las propiedades T, P, S y V en cada proceso, por ejemplo, si P1>P2 o P2<P1 o P1=P2, etc.
    h) La máxima eficiencia posible de la máquina.
    i) Los parámetrosTf, qf y W de la máquina reversible.
    j) Los cambios de entropía en cada proceo del ciclo
    k) Qué propiedades modificaría y/o qué cambios haría en la máquina real para igualar el rendimiento de la máquina reversible?

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  10. un ciclo de carnot revercible empleado como ciclo de potencia, que usa un gas ideal de coeficiente adiabatico 1.4 como fluido de trabajo. opera entre las temperaturas 300K y 500K.la precion maxima del ciclo es 2.50 bar, y en la etapa de expancion isotermica el gas aumenta su volumen especifico hasta alcanzar 0,040 m3/mol. dado R=8.314 KJ(K.Kmol)
    A)determina las coordenqadas volumen especifico precion y temperatura de todo los puntos notbles del ciclo. B)si el ciclo se repite dos veses x segundo determina la potencia desarrollada. C)demuestre que para cualquier ciclo de camotel trabajo asociado con la etapa de comprencion adiabatica es el mismo en valor adsoluto y de signo opuesto al trabajo desarrollado en la expancion adiabatica, y que el trabajo neto producido es la suma algebraica del trabajo de la expancion isotermica y de la comprencion isotermica.

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