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DIVISIÓN DE INGENIERÍA
PROBLEMARIO DE :
TEMA:
GRUPO:
TERMODINAMICA AMBIENTAL
PARCIAL No.
4
OPCION
VALOR
10 puntos
1. RESPONDA A LAS SIGUIENTES PREGUNTAS.
a.
b.
c.
d.
Como se diferencia el trabajo reversible del trabajo útil?
Bajo que condiciones el trabajo reversible es igual a la irreversibilidad de un proceso
Que estado final maximiza la salida de trabajo de un dispositivo
Es diferente la exergia de un sistema en distintos ambientes
2. Una maquina térmica que rechaza calor de desecho a un sumidero a 530 R tiene una eficiencia térmica de 36
por ciento y una eficiencia según segunda ley de 60 por ciento. Determine la temperatura de la fuente que
suministra calor a esta maquina.
3. Una maquina térmica recibe calor de una fuente a 1500 K a razón de 700 kJ/s y rechaza calor de desecho a
un ambiente a 320 K. la produjo medida de potencia de la maquina térmica es de 320 KW y la temperatura
ambiente es de 25 C. determine:
a. La potencia reversible.
b. La tasa de irreversibilidad
c. La eficiencia según segunda ley de esta maquina térmica.
4. Considere un deposito de energía térmica a 1500 K que puede suministrar calor a razón de 150000 KJ/h.
determine la exergia de esta energía suministrada, suponiendo una temperatura ambiente de 25 C.
5. Una casa que pierde calor a razón 80000 KJ/h cuando la temperatura exterior cae a 15 C se va a calentar por
calefactores de resistencia eléctrica. Si la casa se ha de mantener a 22 C todo el tiempo, determine la entrada
de trabajo reversible para este proceso y la irreversibilidad.
6. Un congelador se mantiene a 20 F quitándole calor a razón 75 BTU/min. La potencia consumida por el
congelador es de 0.70 hp y el aire del entorno esta a 75 F. determine:
a. La potencia reversible
b. La irreversibilidad
c. La eficiencia según segunda ley de este congelador.
7. Un dispositivo de cilindro embolo contiene inicialmente 2 L de aire a 100 KPa y 25 C. El aire se comprime
ahora a un estado final de 600 KPa y 150 C. La entrada de trabajo útil es 1.2 KJ, suponiendo que el entorno
esta a 100 KPa y 25 C determine:
a. La exergia del aire en los estados inicial y final
b. El trabajo minimo que se debe suministrar para llevar a cabo el proceso de compresión
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c. La eficiencia según segunda ley de este proceso.
8. ¿ Un bloque de hierro fundido de 50 Kg a 70 C es lanzado hacia un estanque grande donde el
agua se encuentra a la temperatura de 25 C. El bloque de hierro eventualmente alcanza el
equilibrio térmico con el agua del estanque. Si se asume un calor especifico promedio de 0.65
kJ/Kg K para el hierro. Determine:
a. Cambio de entropía del bloque de hierro
b. Cambio de entropía del agua del lago
c. Entropía generada durante el proceso
9 Y 10. En cada una de las siguientes ecuaciones químicas ubica el error y corrige
•
H2O(l) + 285,84 KJ
•
H2(g) + ½ O2 (g)
•
CH4(g) + 2 O2(g)  CO2(g) + 2 H2O(l); H0 = 890 kJ
H2(g) + ½ O2 (g)
H2O(l) + 285,84 KJ
Nota: verificar figuras y respuestas a partir de la pagina 476 del libro de termodinámica, Cengel.
Se entregan el dia del examen.
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