Otras carreras Duda con 2 Ejercicio de Termodinamica

[parkiao]

Buenas.
Estoy recien metiendonme al mundo de la termodinamica y no se como afrontar estos 2 problemas, espero su ayuda


1.- Un dispositivo cilindro-embolo con topes tiene un volumen máximo de 1 metro cubico en ellos, inicialmente posee en su interior 3 kg de agua con 500 kPa de presión ocupando un volumen de 0,2 metro cubico. Si se sabe que se le adiciona calor hasta que el valor de su presión se incrementa a 4 veces el valor inicial. Determine la cantidad de calor agregado en el proceso.


2.- Se mezclan adiabáticamente 2 flujos de aire que se detallan a continuación:
- el flujo 1 es de 3500 m3/h de aire a 28ºC con ɸ = 70%
- el flujo 2 es de 1600 m3/h de aire a 15ºC con ɸ =80%

Obtener para la mezcla de ambos flujos las propiedades tales como: temperatura, humedad especifica, humedad relativa y entalpía especifica

Gracias de antemano

[FireRaptor]

Re: Duda con 2 Ejercicio de Termodinamica

Hola, pues la verdad no sé cómo no te ayudaron con el primero estando tan simple, solo era cuestión de aplicar la primera ley de la termodinámica.

Recuerda que en un dispositivo cilindro émbolo la presión del proceso es constante.
$\sum_F=PatmA-PflA-mg=0$
$P=\frac{PatmA-mg}{A }=cte$

Tienes el volumen y la masa, por lo atnto conoces el volumen específico.
$v=\frac{V}{m }=0,00667\frac{m^3}{kg }$

Y tienes la presión, por lo tanto debes ver en tus tablas termodinámicas la temperatura de tu fluido de trabajo (el cual no especificaste), y saber cuánto energía interna se tiene en dicho instante con las mismas tablas. Así tienes definido tu estado 1 (P,V,T) y energía interna=U. 4 veces la presión sería 2000kPa, que es tu estado 2, la masa no cambia, y si la presión está cambiando es porque el pistón tocó los topes, de lo contrario sería constante.

Justo antes de que toque tu estado lo defines como:
$P=500Kpa$
$v=1/3=0,333\frac{m^3}{kg }$
Miras temperatura y energía interna con dichos datos.
Ya puedes calcular el calor recibido en este proceso de 1 a 2 con:

$q=\Delta u-w$
Para proceso isobáribo $w=P\Delta v$

Ahora, falta saber cuanto calor se absorve de tu estado 2 al 3 cuando la presión es 4 veces mayor, es decir, de 2000kPa. Tu volumen específico no cambia, lo cual implica que en dicho proceso no hay trabajo. Miras a 2000kPa en tus tablas termodinámica cuál es la energía interna correspondiente, y ya puedes calcular el calor de 2 a 3.

Sumas los calores de 2 a 3 y de 1 a 2 y listo.

[parkiao]

Re: Duda con 2 Ejercicio de Termodinamica

Hola, pues la verdad no sé cómo no te ayudaron con el primero estando tan simple, solo era cuestión de aplicar la primera ley de la termodinámica.

Recuerda que en un dispositivo cilindro émbolo la presión del proceso es constante.
$\sum_F=PatmA-PflA-mg=0$
$P=\frac{PatmA-mg}{A }=cte$

Tienes el volumen y la masa, por lo atnto conoces el volumen específico.
$v=\frac{V}{m }=0,00667\frac{m^3}{kg }$

Y tienes la presión, por lo tanto debes ver en tus tablas termodinámicas la temperatura de tu fluido de trabajo (el cual no especificaste), y saber cuánto energía interna se tiene en dicho instante con las mismas tablas. Así tienes definido tu estado 1 (P,V,T) y energía interna=U. 4 veces la presión sería 2000kPa, que es tu estado 2, la masa no cambia, y si la presión está cambiando es porque el pistón tocó los topes, de lo contrario sería constante.

Justo antes de que toque tu estado lo defines como:
$P=500Kpa$
$v=1/3=0,333\frac{m^3}{kg }$
Miras temperatura y energía interna con dichos datos.
Ya puedes calcular el calor recibido en este proceso de 1 a 2 con:

$q=\Delta u-w$
Para proceso isobáribo $w=P\Delta v$

Ahora, falta saber cuanto calor se absorve de tu estado 2 al 3 cuando la presión es 4 veces mayor, es decir, de 2000kPa. Tu volumen específico no cambia, lo cual implica que en dicho proceso no hay trabajo. Miras a 2000kPa en tus tablas termodinámica cuál es la energía interna correspondiente, y ya puedes calcular el calor de 2 a 3.

Sumas los calores de 2 a 3 y de 1 a 2 y listo.

Muchas gracias por la ayuda, como estoy recien empezando en esta materia es bastante poco lo que se y he aprendido harto con este problema y con tu ayuda .
Ojala que alguien me pueda ayudar con el segundo se lo agradeceria mucho, ya que estoy aprendiendo de forma autodidacta porque mi u esta en paro.
Saludos

[FireRaptor]

Re: Duda con 2 Ejercicio de Termodinamica

Así son las cosas en universidades públicas por sudamérica. No trabaje con el segundo ejercicio, porque no sabía si con los phi te referías a calidad; y tampoco he trabajado con humedad.

Pues, yo creo que la siguiente fórmula quizá pueda ayudarle con el segundo problema que es la ecuación general de la primera ley de la termodinámica.

$Q={H}_{out }-{H}_{in }+{U}_{2 }-{U}_{1 }-W$

hout y hin son las entalpías que entran y salen a un sistema respectivamente, u2 y u1 se refiere a la energía interna de un fluido acumulado, y como tu recipiente está desocupado, u1 sería 0. q y w, ya sabes que son.


Recien vi este curso el semestre pasado, y creo que puedes aprender bastante por tu cuenta con textos como el Sonntag, Wan Wylen, o la Cengel. Me imagino que serás estudiante de Ingeniería mecánica o ingeniería química.

[parkiao]

Re: Duda con 2 Ejercicio de Termodinamica

Vale gracias por su ayuda