Term. 3 maq. frig.
View more presentations from manuel59.
Problemas de Termodinámica
1º Transformación isobárica.-El cilindro de un motor diesel contiene 50 cm3 de aire comprimido a 40 atm y 650 °C cuando se produce la inyección del combustible. Suponiendo que durante la combustión la presión permanece constante y que, al finalizar ésta, el aire ocupa 85 cm3, determina el calor absorbido, el trabajo realizado y la variación de energía interna sufrida por la mezcla durante la combustión. Tómese para la mezcla aire-diesel cv= 3 cal/molºK.
2º Transformación Isocórica.-El cilindro de un motor gasolina contiene 125 cm3 de mezcla arre-gasolina comprimido a 6'kp/cm2 cuando se produce la chispa en la bujía y, por/tanto, la explosión instantánea de la mezcla a volumen constante. Sabiendo que, al finalizar la combustión, la mezcla se encuentra a 25 kp/cm2 y a 1.200 K, determina el calor absorbido, el trabajo realizado y la variación de energía interna sufrida por la mezcla durante la combustión. Tómese para la mezcla aire-gasolina R=2 cal/molºK y= 1,4.
3º Transformación isotérmica.-Un cilindro de 300 1 de capacidad contiene un gas inicialmente a 15 °C y presión atmosférica. Se comprime isotérmicamente hasta alcanzar una presión 10 veces mayor. Calcula el trabajo realizado por el gas, el calor absorbido y la variación de energía interna.
4º Determinar el valor de la temperatura para la cual, la escala Celsius y la Fahrenheit coinciden.
5º Dada la siguiente figura, determinar:
a) Trabajo realizado por el sistema del punto 1 al 2.
b) Trabajo realizado por el sistema del punto 2 al 3.
c) Trabajo realizado por el sistema del punto 3 al 1.
d) Trabajo realizado por el sistema en el ciclo.
6º En un circuito electrónico hay un chip que consume energía disipándola como calor. El consumo es de 10 mw. Funciona a una temperatura constante de 40 ºC, gracias a un ventilador. Si su temperatura sobrepasa los 100 ºC se quema. El chip está fabricado con 30 mg de silicio cuyo calor específico es 700 J/KgºK.
Si suponemos que el ventilador deja de funcionar. Hacer la estimación del tiempo que el circuito podría seguir funcionando antes de estropearse el chip.
7º Un motor térmico que describe el ciclo ideal de Carnot, presenta un rendimiento del 45% cuando la temperatura ambiente es de 10 ºC.
Calcular:
a) Temperatura del foco caliente.
b) ¿En cuántos grados se tendría que aumentar la temperatura del foco caliente para alcanzar un rendimiento del 60%?
c) ¿En cuántos grados tendría que disminuir la temperatura ambiente para conseguir un rendimiento del 75%?
8º Un bloque de hielo a 0ºC, cuya masa inicial es 60Kg. Se desliza por una superficie horizontal comenzando a una velocidad de 6m/s y se detiene después de recorrer 35m. Determina la masa de hielo fundido como resultado del rozamiento entre el bloque y la superficie. Siendo el calor latente de fusión del agua 79,7 cal/g.
9º Un motor diesel consume 9,5 Kg de combustible por hora. El calor de combustión del diesel es 11000 Kcal/Kg. Si el rendimiento del motor es del 30% calcular:
a) ¿Cuántas calorías se convierten en trabajo?
b) ¿Cuántas calorías se disipan?
c) ¿Qué potencia desarrolla el motor.
10º Un motor consume 7 L/h de gasolina, cuyo poder calorífico es de 9900 Kcal/Kg y su densidad es 0,75 Kg/dm3.
Si su rendimiento global es de 30% y gira a 3500 rpm, calcular el par motor que suministra en N.m
11º Un motor de explosión desarrolla 85 CV a 5500 rpm y tiene un rendimiento del 25%. Calcular los litros de gasolina que ha consumido en 3h de funcionamiento. Poder calorífico gas. 9900 Kcal/Kg y su densidad es 0,75 Kg/dm3.
12º Un motor diesel de inyección directa suministra una potencia de 28CV/litro a 2200 rpm y tiene las siguientes características:
- 8 cilindros en V - Ф del cilindro 102 mm. - carrera del cilindro 132 mm.
- El motor consume 220 cc de gasóleo por CV.h.
- El precio del gasóleo es de 1,1€
Calcular:
a) La cilindrada del motor en cc.
b) Potencia del motor a 2200 rpm.
c) Gasto energético en 4 h de funcionamiento a 2200 rpm.
Máquina Frigorífica
1º Una máquina frigorífica cuyo rendimiento es la mitad del ciclo de Carnot, funciona entre dos focos térmicos a 200 ºK y 350 ºK.
Si la máquina absorbe 1200 J de la fuente fría.
¿Cuánto calor cede la máquina a la fuente caliente?
2º Imagina que tienes en casa una nevera que funciona según el ciclo de Carnot y enfría a una velocidad de 700 KJ/h.
La temperatura de tu nevera debe ser la apropiada para que no se descongelen los alimentos que tiene en su interior aproximadamente a -10ºC
Siendo la temperatura ambiente 28 ºC. ¿Qué potencia debe tener el motor de la nevera?
3º Supón que quieres congelar 1 litro de agua a 0 ºC utilizando una máquina frigorífica que trabaja en un entorno de 25 ºC. Siendo el calor latente de fusión del hielo 334 KJ/Kg. ¿Cuál es el trabajo mínimo necesario para congelar el agua? ¿Cuánta energía se cede al entorno?
4º Una máquina frigorífica funciona según el ciclo de Carnot, entre dos fuentes de calor una a -13 ºC y la otra a 27 ºC. Sabiendo que el compresor es de 200W
Calcular:
a) Eficiencia de la máquina.
b) Suponiendo una eficiencia = 3
-) Calor que recibe el fluido refrigerante en 1 h.
-) Calor que cede el fluido refrigerante en 1 h.
5º Una cámara de ultracongelados requiere una extracción de calor de 75000Kj/h para mantener una temperatura de -25 ºC. Para ello se utiliza una máquina frigorífica ideal que expulsa calor al ambiente que se encuentra a 32 ºC El compresor recibe energía de un motor térmico que consume como media 1,5 litros de gasoil a la hora y tiene un rendimiento térmico del 60%.
Poder calorífico del gasoil =10000 Kcal/l. Calcular:
a) Eficiencia de la máquina frigorífica.
b) Rendimiento mecánico del motor.
c) Temperaturas de los focos térmicos entre los que trabaja el motor y la máquina frigorífica.
d) Calor cedido por el conjunto motor+frigorífico al medio ambiente.
2º Transformación Isocórica.-El cilindro de un motor gasolina contiene 125 cm3 de mezcla arre-gasolina comprimido a 6'kp/cm2 cuando se produce la chispa en la bujía y, por/tanto, la explosión instantánea de la mezcla a volumen constante. Sabiendo que, al finalizar la combustión, la mezcla se encuentra a 25 kp/cm2 y a 1.200 K, determina el calor absorbido, el trabajo realizado y la variación de energía interna sufrida por la mezcla durante la combustión. Tómese para la mezcla aire-gasolina R=2 cal/molºK y= 1,4.
3º Transformación isotérmica.-Un cilindro de 300 1 de capacidad contiene un gas inicialmente a 15 °C y presión atmosférica. Se comprime isotérmicamente hasta alcanzar una presión 10 veces mayor. Calcula el trabajo realizado por el gas, el calor absorbido y la variación de energía interna.
4º Determinar el valor de la temperatura para la cual, la escala Celsius y la Fahrenheit coinciden.
5º Dada la siguiente figura, determinar:
a) Trabajo realizado por el sistema del punto 1 al 2.
b) Trabajo realizado por el sistema del punto 2 al 3.
c) Trabajo realizado por el sistema del punto 3 al 1.
d) Trabajo realizado por el sistema en el ciclo.
6º En un circuito electrónico hay un chip que consume energía disipándola como calor. El consumo es de 10 mw. Funciona a una temperatura constante de 40 ºC, gracias a un ventilador. Si su temperatura sobrepasa los 100 ºC se quema. El chip está fabricado con 30 mg de silicio cuyo calor específico es 700 J/KgºK.
Si suponemos que el ventilador deja de funcionar. Hacer la estimación del tiempo que el circuito podría seguir funcionando antes de estropearse el chip.
7º Un motor térmico que describe el ciclo ideal de Carnot, presenta un rendimiento del 45% cuando la temperatura ambiente es de 10 ºC.
Calcular:
a) Temperatura del foco caliente.
b) ¿En cuántos grados se tendría que aumentar la temperatura del foco caliente para alcanzar un rendimiento del 60%?
c) ¿En cuántos grados tendría que disminuir la temperatura ambiente para conseguir un rendimiento del 75%?
8º Un bloque de hielo a 0ºC, cuya masa inicial es 60Kg. Se desliza por una superficie horizontal comenzando a una velocidad de 6m/s y se detiene después de recorrer 35m. Determina la masa de hielo fundido como resultado del rozamiento entre el bloque y la superficie. Siendo el calor latente de fusión del agua 79,7 cal/g.
9º Un motor diesel consume 9,5 Kg de combustible por hora. El calor de combustión del diesel es 11000 Kcal/Kg. Si el rendimiento del motor es del 30% calcular:
a) ¿Cuántas calorías se convierten en trabajo?
b) ¿Cuántas calorías se disipan?
c) ¿Qué potencia desarrolla el motor.
10º Un motor consume 7 L/h de gasolina, cuyo poder calorífico es de 9900 Kcal/Kg y su densidad es 0,75 Kg/dm3.
Si su rendimiento global es de 30% y gira a 3500 rpm, calcular el par motor que suministra en N.m
11º Un motor de explosión desarrolla 85 CV a 5500 rpm y tiene un rendimiento del 25%. Calcular los litros de gasolina que ha consumido en 3h de funcionamiento. Poder calorífico gas. 9900 Kcal/Kg y su densidad es 0,75 Kg/dm3.
12º Un motor diesel de inyección directa suministra una potencia de 28CV/litro a 2200 rpm y tiene las siguientes características:
- 8 cilindros en V - Ф del cilindro 102 mm. - carrera del cilindro 132 mm.
- El motor consume 220 cc de gasóleo por CV.h.
- El precio del gasóleo es de 1,1€
Calcular:
a) La cilindrada del motor en cc.
b) Potencia del motor a 2200 rpm.
c) Gasto energético en 4 h de funcionamiento a 2200 rpm.
Máquina Frigorífica
1º Una máquina frigorífica cuyo rendimiento es la mitad del ciclo de Carnot, funciona entre dos focos térmicos a 200 ºK y 350 ºK.
Si la máquina absorbe 1200 J de la fuente fría.
¿Cuánto calor cede la máquina a la fuente caliente?
2º Imagina que tienes en casa una nevera que funciona según el ciclo de Carnot y enfría a una velocidad de 700 KJ/h.
La temperatura de tu nevera debe ser la apropiada para que no se descongelen los alimentos que tiene en su interior aproximadamente a -10ºC
Siendo la temperatura ambiente 28 ºC. ¿Qué potencia debe tener el motor de la nevera?
3º Supón que quieres congelar 1 litro de agua a 0 ºC utilizando una máquina frigorífica que trabaja en un entorno de 25 ºC. Siendo el calor latente de fusión del hielo 334 KJ/Kg. ¿Cuál es el trabajo mínimo necesario para congelar el agua? ¿Cuánta energía se cede al entorno?
4º Una máquina frigorífica funciona según el ciclo de Carnot, entre dos fuentes de calor una a -13 ºC y la otra a 27 ºC. Sabiendo que el compresor es de 200W
Calcular:
a) Eficiencia de la máquina.
b) Suponiendo una eficiencia = 3
-) Calor que recibe el fluido refrigerante en 1 h.
-) Calor que cede el fluido refrigerante en 1 h.
5º Una cámara de ultracongelados requiere una extracción de calor de 75000Kj/h para mantener una temperatura de -25 ºC. Para ello se utiliza una máquina frigorífica ideal que expulsa calor al ambiente que se encuentra a 32 ºC El compresor recibe energía de un motor térmico que consume como media 1,5 litros de gasoil a la hora y tiene un rendimiento térmico del 60%.
Poder calorífico del gasoil =10000 Kcal/l. Calcular:
a) Eficiencia de la máquina frigorífica.
b) Rendimiento mecánico del motor.
c) Temperaturas de los focos térmicos entre los que trabaja el motor y la máquina frigorífica.
d) Calor cedido por el conjunto motor+frigorífico al medio ambiente.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)
