Ejercicios Primera Ley Termodinamica

PRIMERA LEY

TERMODINAMICA

Realizado por:

Frannklin Navarro Sánchez

Presentado a:

Ing. Katty cantero

Universidad Autónoma del Caribe Facultad de Ingeniería mecánica Barranquilla ATL. mayo, 2011

Grupo AD

1. JERCICIO

ESTADO 1 (aire)

P_1=500KPa; T_1=350˚K; M_1=1kg

ESTADO 2 ( 〖CO〗_2)

P_2=200KPa; T_2=450˚K; M_2=3kg

CONSIDERACIONES

S.C; ∆EP=∆EC=0; W=Q=0; ∆U≠0; E.E

Q-W=m〖∆U〗_sistema

〖∆U〗_sistema=〖∆U〗_Aire+ 〖∆U〗_(〖CO〗_2 )

∆U= 〖Cv〗_prom (T_2-T_1)

m_Aire 〖Cv〗_prom1 (T_F-T_1 )+ m_(〖CO〗_2 ) 〖Cv〗_prom2 (T_F-T_2 )=0

Hallamos primero la Temperatura promedio

T_pro= (350˚K+450˚K)/2=400˚K

A 400˚K tenemos que

〖Cv〗_(Aire®T_pro )=(0.726 kj)⁄(kg.k) 〖Cv〗_(〖CO〗_2®T_pro )=0.750kj⁄(kg.k)

T_F=(m_Aire 〖Cv〗_prome1 T_1+ m_(〖CO〗_2 ) 〖Cv〗_prom2 T_2)/(m_Aire 〖Cv〗_prome1+ m_(〖CO〗_2 ) 〖Cv〗_prom2 )

T_F=(1kg((0.726 kj)⁄(kg.k))(350˚K)+3kg((0.750 kj)⁄(kg.k))(450˚K) )/(1kg((0.726 kj)⁄(kg.k))+ 3kg((0.750 kj)⁄(kg.k)) )

T_F=425,6˚K

utilizamos la ecuacion del gas ideal paera poder encontrar la presion del Aire y el 〖CO〗_2

Pv=TR

Pv=mTR

P_(F Aire)=P_(F 〖CO〗_2 )

(m_Aire R_Aire)/V_(F Aire) =(m_( 〖CO〗_2 ) R_(〖CO〗_2 ))/V_(F 〖CO〗_2 ) ;

1kgV_(F 〖CO〗_2 )= 3kgV_(F Aire) (((0.1889 kj)⁄(kg.k)))/(((0.2870 kj)⁄(kg.k)))

V_(F 〖CO〗_2 )=1.9745V_(F Aire)

V_T=V_(F Aire)+ V_(F 〖CO〗_2 );

1.4759m^3=V_(F Aire)+1.9745V_(F Aire)

1.4759m^3= 2.9745V_(F Aire)

V_(F Aire)=0.4962m^3

P_F v_F=m_A R_A T_F

P_F=(1kg((0.2870 kj)⁄(kg.k))(425,6k))/(0.4962m^3 )

P_F=246,1KPa*1Bar/100KPa=2.461 Bar

2. EJERCICIO

utilizamos la tabla A-17

ESTADO 1

P_1=1 Bar; T_1=300˚K ; u_1=214,07kj⁄kg; R_Aire=(0.2870 kj)⁄(kg.k)

ESTADO 2

P_1=1500 KPa; v_2=((0.1227m^3)⁄(kg))

P_2 v_2=T_2 R

T_2=((1500 KPa) ((0.1227m^3)⁄(kg)))/((0.2870 kj)⁄(kg.k))

T_2=641,28˚K

interpolamos para encontrtar el valor de la energia interna a la Tempera

u_2=465,50+(641,28-640)((473,25-465,50))/(650-640)

u_2=(466,49 kj )⁄kg

ESTADO 3

T_3=300˚K

u_3=214,07kj⁄kg

proceso1-2(adiabatico)

utilizamos la primera ley de termodinamoca para sistema cerrado

Q=0

Q-W=∆u

W=(u_2-u_1)

...