Taller Cilindro-Pistón

Vista previa del material en texto

Ejercicios de cilindro y pistón que deberían hacer antes del parcial:
1. Un conjunto de cilindro y pistón accionado con un resorte lineal contiene R-134a a 20ºC y 24% de calidad, con un volumen de 50L. El dispositivo se calienta y por lo tanto se expande, haciendo que el pistón se mueva. Se observa que al desaparecer la última gota de líquido la temperatura es de 40ºC. Se suspende el calentamiento cuando la temperatura es de 130ºC. Encuentre la presión final y el trabajo realizado.
2. Un conjunto cilindro-pistón, equipado con una carga externa de 1530 kg, se utiliza para llevar la presión de un sistema hasta 318 kPa. El resorte, de Kr = 199.8 kN/m, tiene un extremo fijo en el fondo del cilindro y entra en estado de reposo cuando el sistema alcanza 0.749 m3 de volumen. Si inicialmente se tenía un kilogramo de agua a 50 kPa y 20% de calidad, calcule:
a. Área del pistón
b. Estado termodinámico final
c. Trabajo en el proceso
d. En un diagrama PV muestre el trabajo realizado contra la atmosfera y el resorte
3. Un cilindro con área transversal de 7.012 centímetros cuadrados, está provisto de dos pistones, el superior, con mp1 = 100 kg, descansa inicialmente sobre los soportes. El pistón inferior, con masa despreciable, se encuentra sobre 2 kg de agua y ambos pistones están conectados por un resorte que se encuentra en el vacío. Cuando el pistón inferior choca contra los soporte el volumen es de 0.3 m3. El agua, que inicialmente está a 50 kPa ocupando un volumen de 0.00206 m3, se calienta hasta vapor saturado.
a. Encuentre la temperatura inicial y la presión que levantará el pistón superior
b. Encuentre los valores finales de T, P y V
c. Encuentre el trabajo que realiza el sistema