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Deber 4
Deber 4
Deber 4
Problemas propuestos del libro de Termodinámica de Y. a. Cengel and M. E. Boles, 7th ed.
Reno, 2011
3.25E Regrese al problema 3,24E. Use el programa ESS (u otro) para determinar las
propiedades del agua que faltan. Repita la solución para los refrigerantes 134a.22 y para el
amoniaco.
TABLA 3.24E
3-76 Un globo esférico de 9 m de diámetro se llena con helio a 27C y 200kPa. Determine la
cantidad de moles y la masa del helio en el globo.
Datos:
D=9m Gas helio T=27C P=200kPa
Globo
T =℃+273,15=27 ℃+273,15=300,15 K
KJ
RU =8,314 (Tabla)
Kmol K
P∗V =n ¿ RU∗T
P∗V (200 kPa)(381,7 m3)
n= = =30,59 kmol
R U∗T KJ
(8,314 )( 300,15 K )
Kmol K
m
n=
M
kg
M =4,003 (Tabla)
kmol
(
m=n∗M =( 30,59 kmol ) 4,003
kg
kmol )
=122,45 kg
3-77 Regrese al problema 3-76. Use el programa EES (u otro) para investigar el efecto del
diámetro del globo sobre la masa de helio que contiene, para las presiones de:
a) 100kPa
(
V real =Z∗V ideal =( 0,959 ) 0,0953
m3
kg)=0,09139
m3
kg
Datos:
Recipiente rígido Nitrógeno T1=227C Manométrica1=100kPa
Manométrica2=250kPa PAtmosferica=100kPa T2=?
Pabsoluta 1=P manometrica1 + P Atmosferica =100 kPa+100 kPa=200 kPa
Pabsoluta 2=P manometrica2 + P Atmosferica =250 kPa+100 kPa=350 kPa
P 1 P2
=
T1 T 2
P 2∗T 1 (350 kPa)(500,15)
T 2= = =875,26 K=602,11 ℃
P1 200 kPa
3-116 La combustión en un motor diésel se puede aproximar a un proceso de suministro de
calor a presión constante, con aire en el cilindro antes y después de la combustión. Imagine
un motor diésel con las condiciones de 950K y 75cm3 antes de la combustión, y 150cm 3
después. El motor trabaja con una relación aire-combustible (la masa de aire divida entre la
masa de combustible) 22 kg de aire/kg de combustible. Determine la temperatura después
del proceso de combustión.
Datos:
Motor diésel T1=950K V1=75cm3 V2=150cm3 maire=22kg T2=?
T1 T2
=
V1 V2
V 2∗T 1 (150 c m 3)(950 K )
T 2= = =1900 K
V1 75 c m
3
R = 4,1240 KJ /Kg. °K
DATOS P1.V1 = m1.R1 T1
Recipiente Cerrado 400 KPa (0,5m3)= m1 (4,1240 KJ /Kg. °K)*(293,15°K)
V = 0,5 m3 Cte m1.= 0,165 Kg
H1 - T = 20°C =293,15°K mT= m1.+ m2
P1= 400KPa mT=0,2212 Kg
H2- T=50°C = 323,15 °K
Pv = mT . R.T
P=
T = 15°C + 273,15 = 288,15 °K
0,2212 kg∗4,1240 K ´ Pa . m3 Kg .° K∗288,15 ° K
VT = V1 + V2 1m3
VT = 1m3 P = 262,85 KPa
P2.V2 = m2.R T2
m2 = 0,0562 Kg
3.126 Regrese al problema 3-125. Use el programa ESS (u otro) para investigar el efecto de la
temperatura de los alrededores sobre la presión de equilibrio final en los recipientes.
Suponga que la temperatura de los alrededores varia de -10 a 30C. Trace la gráfica de la
presión final en los recipientes en función de la temperatura de los alrededores y describa
los resultados.