Problemas Examen 1 termodinamica cengel

Vista previa del material en texto

TERMODINAMICA
 
 Profesor: Ing. Germán A. Bacca B.
Taller No. 1
1. Determínese el valor de la constante de proporcionalidad gc necesaria para el siguiente conjunto de unidades: kip(1000 lbf), slug, pie, seg.
2. Una balanza de resortes correctamente calibrada registra el peso de un cuerpo de 5 kg como 40 N en una localidad distante de la Tierra. ¿Cuál es el valor de g en la localidad?
3. Un émbolo tiene un área de 929 cm2 ¿Que masa deberá tener el émbolo si ejerce una presión de 0.7 kgf/cm2 sobre la presión la presión atmosférica en un gas encerrado en un cilindro? Asumir aceleración de la gravedad normal.
4. ¿Con qué fuerza es atraída una masa de 14.6 kgm en un punto de la Tierra donde la aceleración de la gravedad vale 9.35 m/seg2? ¿Cuál es el peso en kgf? ¿Cual es la masa en Ibm?
5. En un manómetro se lee 2.15 kgf/cm2 y en un barómetro 727 mm Hg, calcular la presión absoluta en kgf/cm2 y en atm.
6. ¿Cual será la presión absoluta de una succión (vacío) de 10 KPa, si el barómetro indica 730 mm Hg?
7. Determinar la dimensión para las siguientes variables: densidad, viscosidad, fuerza, potencia, calor específico.
8. Un manómetro de agua y mercurio tiene una diferencia de presión de 500 mm (diferencia de elevación entre los meniscos). ¿Cuál será la diferencia de presión expresada en metros de agua?
9. La densidad de una sustancia es 2.94 g/cm3. En unidades del Sistema Internacional, ¿Cuál es su a) densidad relativa, b) volumen específico y c) peso específico? 
10. Un barril contiene una capa de aceite (densidad = 600 kg/m3) de 0.150 m sobre 0.300 m de agua. a) ¿Qué presión manométrica hay en la interfaz aceite-agua? b) ¿Qué presión manométrica hay en el fondo del barril?
11. Determinar la diferencia de presiones entre los puntos A y B para el sistema mostrado en la figura 1
Figura 1.
12. Un depósito cerrado contiene 0.610 m de mercurio, 1.524 m de agua y 2.438 m de un aceite de densidad relativa 0.750, conteniendo aire el espacio sobre el aceite. Si la presión manométrica en el fondo es de 276 kPa (man), ¿cuál será la lectura manométrica en la parte superior del depósito? 
13. El depósito de la figura 2 contiene un aceite de den. rel. 0.750. Determinar la lectura del manómetro A en Kgf/cm2.
Figura 2.
14. Para la configuración que muestra la figura 5, calcular el peso del pistón si la lectura de presión manométrica es de70 kPa.
Figura 3.
15. El aire del recipiente de la izquierda de la figura 4 está a una presión de -22,86 cm de mercurio. Determinar la cota del líquido manométrico en la parte derecha, en A.
Figura 4.
16. Determinar la presión diferencial (diferencia de presiones entre dos puntos) entre las tuberías A y B para la lectura del manómetro diferencial que se muestra en la figura 5.
Figura 5.
17. Un pistón de 5 kg en un cilindro con diámetro de 100 mm se carga con un resorte lineal y la presión atmosférica exterior es de 100 kPa. El resorte no ejerce ninguna fuerza sobre el pistón cuando se encuentra en el fondo del cilindro y, para el estado que se muestra, la presión es de 400 kPa con un volumen de 0.4 litros. La válvula se abre para dejar entrar algo de aire y provoca una elevación de 2 cm en el pistón. Calcule la nueva presión.
Figura 6.
18. En un conjunto de pistón y cilindro, con área de la sección transversal de 0.01 m la masa del pistón es de 101 kg, el cual descansa sobre los soportes, como se representa en la figura P2.l6. Con una presión atmosférica exterior de 100 kPa, ¿qué presión debe tener el agua para levantar el pistón?
Figura 7.
19. Dos recipientes, A y B, abiertos a la atmósfera, se conectan con un manómetro de mercurio. El depósito A se mueve hacia arriba o hacia abajo de modo que las dos superficies superiores se encuentren equilibradas en h3 como lo muestra la figura 8. Determine la densidad (B, suponiendo que se conocen (A y (Hg y las alturas h1, h2 y h3.
Figura 8.
20. Dos cilindros están conectados por un pistón como se muestra en la figura 9. El cilindro A se utiliza como elevador hidráulico y se eleva su presión hasta 500 kPa. La masa del pistón es de 15 kg y la gravitación es la estándar. ¿Qué presión hay en el cilindro B?
Figura 9.
21. Dos cilindros se llenan con agua líquida, ( = 1000 kg/m y se conectan con una tubería que tiene una válvula cerrada. A tiene 100 kg de agua y B 500 kg; el área de sus secciones transversales es AA = 0.1 m y AB = 0.25 m y la altura h es 1 m. Encuentre la presión a cada lado de la válvula, la válvula se abre y el agua fluye hasta alcanzar el equilibrio. Calcule la presión final en el punto donde se encuentra la válvula.
Figura 10.
22. El agua líquida saturada a 60 ºC se somete a presión para disminuir su volumen en 1% manteniendo la temperatura constante. ¿A qué presión se debe comprimir?
23. Un depósito de agua contiene líquido y vapor en equilibrio a 110 ºC. La distancia desde el fondo del depósito al nivel del líquido es de 8 m.¿Cual es la presión absoluta en el fondo del depósito?
24. Complete la siguiente tabla para cada caso.
25. El amoniaco en un conjunto de pistón y cilindro se encuentra a 700 kPa y 80 ºC. Se enfría a presión constante hasta vapor saturado (estado 2), punto en el cual el pistón se asegura por medio de un perno. El enfriamiento continúa hasta -10 ºC (estado 3). Muestre los procesos 1 a 2 y 2 a 3 en un diagrama P-v y en un diagrama T-v.