Pregunta: problema 1: i. Verifique la aplicabilidad del modal de gas ideal para el Refrigerante 134a a una temperatura de 80C y una presión de 1.6 Mpa. ii. ¿En qué tipo de olla hervirá un volumen dado de agua a una temperatura más alta: una alta y estrecha o una corta y ancha?

problema 1:

i. Verifique la aplicabilidad del modal de gas ideal para el Refrigerante 134a a una temperatura de 80C y una presión de 1.6 Mpa.

ii. ¿En qué tipo de olla hervirá un volumen dado de agua a una temperatura más alta: una alta y estrecha o una corta y ancha? Explicar.

iii. El agua líquida saturada contenida en un tanque rígido cerrado se enfría hasta un estado final en el que la temperatura es de 50 °C y las masas de vapor saturado y líquido presentes son 0,03 y 1999,97 kg, respectivamente. Determine la transferencia de calor para el proceso en kJ.

Problema 2:

El dióxido de carbono, gas (CO2), inicialmente a 70 grados F, 15 lbf/in2 y 1 ft3, se comprime en un conjunto de pistón y cilindro. Durante el proceso, la presión y el volumen específico están relacionados por pv1.2=constante. La cantidad de transferencia de energía al gas por trabajo es de 45 Btu/lb de CO2. Determine la temperatura final y la transferencia de calor en Btu/lb de gas.

Problema 3:

Un ciclo compuesto por tres procesos: compresión politrópica (n=1,5) de 137 kPa y 38 grados C al estado 2, presión constante del estado 2 al estado 3 y volumen constante del estado 3 al estado 1. El calor rechazado es 1560 kJ/kg, y la sustancia es aire. Determinar:
a. Las presiones, las temperaturas y los volúmenes específicos alrededor del ciclo.
b. el calor añadido
C. el trabajo de cada proceso y el trabajo neto.

Problema 4:

Una línea de nitrógeno, 300 K y 0,5 Mpa, que se muestra en la figura, está conectada a una turbina que descarga a un tanque cerrado inicialmente vacío de 50 m3. La turbina opera a una presión del tanque de 0.5 Mpa, en cuyo punto la temperatura es de 250K. Suponiendo que todo el proceso es adiabático, determine el trabajo de la turbina.

Problema 5:

i. Un inventor afirma haber desarrollado un sistema de refrigeración que elimina el calor de la región enfriada a -85 °C y lo transfiere al aire circundante a 25 °C mientras mantiene un COP de 5,5. ¿Es razonable esta afirmación? ¿Por qué?

ii. En una central eléctrica de vapor, 6000 kg/s de vapor entran en la turbina a 8 MPa, 480 °C y se expanden a 0,7 Mpa. Si la turbina tiene una eficiencia del 90%, calcule el trabajo neto de la turbina en kW, la temperatura real de salida de la turbina y la entropía.

Problema 6:

i. Se desea duplicar la eficiencia de una máquina térmica de Carnot desde un 30% elevando su temperatura de adición de calor, manteniendo constante la temperatura de rechazo de calor. ¿Qué porcentaje de aumento en la temperatura alta se requiere?

ii. Un motor de ciclo de Carnot que usa 1 kg de aire tiene las siguientes condiciones: adición de calor que comienza a 15 MPa y 1200 K y continúa hasta que la presión es de 10 MPa; compresión isotérmica desde 100 kPa y 300 K y continuando hasta que la presión sea de 150 kPa. Determinar:
a) la transferencia de calor al ciclo
b) la transferencia de calor del ciclo
c) el trabajo para cada uno de los procesos
d) la eficiencia del ciclo