Periodicidad Química. FLUIDOS Y TERMICA

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE MORELOS

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS E INGENIERÍAS

MATERIA: FLUIDOS Y TERMICA 

PROFESOR: DR. ROBERTO FLORES VELÁZQUEZ

ALUMNO: POPOCA SALGADO AGUSTÍN

MATRICULA: 10004906

BITACORA

(EJERCIOS HECHOS EN CLASE JUNTO CON TAREAS)

FECHA DE ENTREGA: 14 DE DICIEMBRE 2018

INDICE

        Pág.

Trabajos hechos en clase…………………………………………………3-39

Tareas…………………………………………………………………...…………40-77

Temas:

Presión

Manómetro

Presión de vapor

Viscosidad

Ecuación general de la energía mecánica

Principio de conservación de masa

Flujo de fluidos en tuberías

Mecanismo de transferencia

TRABAJOS REALIZADOS EN CLASE

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1. Considere a una persona de 70 kg cuya huella tiene un área de 400 cm2. La persona desea caminar en la nieve, pero esta no puede soportar presiones mayores de 0.5 kPa. Determine el tamaño mínimo de las raquetas para nieve que debe usar para permitirle caminar sobre la nieve.

M= 70 kg

Área de huella= 400 cm2 = 0.04 m2

Pnieve= 0.5 kPa

F= mg= (70 kg)(9.81 ) = 686.7  = 685.7 N[pic 4][pic 5]

P= = 17167.5  = 17167.5 Pa = 17.1675 kPa[pic 6][pic 7]

∴ Se concluye que no puede caminar libremente

P= 500 Pa = 500 [pic 8]

A=  = 1.3734 m2[pic 9]

1. La presión absoluta en agua a una profundidad de 5 m es de 145 kPa. Determine. a) La presión atmosférica local.  b) La presión absoluta a una profundidad de 0.85 en el mismo lugar.

Pabs agua= 145 kPa = 145000 Pa

 h= 5 m                          

Pman agua= (ʆ)(g)(h) = (1000 )(9.81 )(5 m) = 49050 Pa[pic 10][pic 11]

Patm= Pabs – Pman= 145000 Pa – 49050 Pa = 95950 Pa

D.R.= 0.85 =  =               ʆliquido= (0.85)*(1000 ) = 850 [pic 12][pic 13][pic 14]

Pabs=Patm + Pman = Patm + (ʆliquido)*(g)*(h)

Pabs= 95950 Pa + (1000 (9.81 )(5 m) = 137642.5 Pa[pic 17][pic 15][pic 16]

1. Las infusiones intravenosas se introducen comúnmente por gravedad al colgar la botella de líquido a una altura suficiente para contrarrestar la tensión arterial en la vena y forzar la entrada del líquido en el cuerpo. Mientras más alta se coloque la botella mayor será el flujo. a) Si se observa que las presiones del líquido y la sangre se equilibran cuando la botella está a 1.2 m por encima del nivel del brazo, determine la presión manométrica de la sangre. b) Si la presión manométrica del líquido al nivel del brazo necesita ser de 20 kPa para un flujo suficiente, determine la altura a la que se debe colocar la botella. Considere la densidad del líquido como 1020 .[pic 18]

Pman= (ʆ)*(g)*(h) = (1020 )*(9.81 )*(1.2 m) = 12007.44 Pa[pic 21][pic 19][pic 20]

H=  =  = 1.9987 m[pic 24][pic 22][pic 23]

1. Un gas está contenido en un dispositivo vertical de cilindro y embolo entre los que no hay fricción. El embolo tiene una masa de 4 kg y un área de sección transversal de 35 cm2. Un resorte comprimido sobre el embolo ejerce una fuerza de 60 N. Si la presión atmosférica es de 95 kPa, calcule la presión dentro del cilindro.

M = 4 kg

A = 35 cm2 = 0.0035 m2

Patm = 95 kPa

P= =  = 28354.28571 Pa[pic 25][pic 26]

Pabs = Patm + Pman 

Pabs = 95000 Pa + 28354.28571 Pa = 123354.2857 Pa[pic 27]

1. Se conectan un medidor y un manómetro a un recipiente de gas para medir su presión. Si la lectura en el medidor es de 80 kPa, determine la distancia entre los 2 niveles de fluido del manómetro si este es a) mercurio (ʆ = 13000 ) o b) agua (ʆ = 1000 ).[pic 28][pic 29]

P1 = P2 

P1 = Pgas = Precipiente = Pg + Patm

P2 = Patm + (ʆliquido)(g)(h)

Pgas = Precipiente = Patm + (ʆlíquido)*(g)*(h)

Pg + Patm = Patm + (ʆliquido)*(g)*(h)

Pg = (ʆliquido)*(g)*(h)

H= [pic 30]

Para el Hg

HHg =  =  = 0.5996 m[pic 33][pic 31][pic 32]

Para el H2O

HAgua =   =  = 8.15 m[pic 36][pic 34][pic 35]

1. La mitad inferior de un recipiente cilíndrico de 10 m de altura se llena con agua (ʆ= 1000 ) y la mitad superior con aceite que tiene una densidad relativa de 0.85. Determine la diferencia de presión entre la parte superior y el fondo del cilindro.[pic 37]

ʆaceite = 850  [pic 38]

P1= (ʆaceite )*(g)*(h) = (850 )*(9.81 )*(5 m) [pic 39][pic 40]

P1= 41692.5 Pa

ΔP = P2 – P1 

En el punto 1  

P = Patm

En el punto 2

P2 = Patm + (ʆaceite)(g)(h1) + (ʆagua)(g)(h2)

ΔP= Patm + (ʆaceite)(g)(h1) + (ʆagua)(g)(h2) - Patm

ΔP = (850 )(9.81 )(5 m) + (1000 )(9.81 )(5 m)[pic 41][pic 42][pic 43][pic 44]

ΔP = 90742.5 Pa[pic 45]

1. La presión manométrica del aire medida en el recipiente resulto en 80 KPa. Determine la diferencia de altura h de la columna de mercurio.

P1= + +[pic 46][pic 47][pic 48]

P2= + +[pic 49][pic 50][pic 51]

Para el manómetro  en U: P1=P2

+ +++ +[pic 52][pic 53][pic 54][pic 55][pic 56][pic 57]

=80,000 Pa[pic 58]

Para la columna del agua:

 = * g *  = (1000) (9.81 ) (0.3 m)= 2943 Pa[pic 59][pic 60][pic 61][pic 62][pic 63]

Para la columna de aceite= (720 ) (9.81 ) (0.75 m) = 5297.4 Pa[pic 64][pic 65]

Despejando:

= + –= (80000+2943-5297.4) Pa= 77645.6 Pa[pic 66][pic 67][pic 68][pic 69]

 = 0.58 m        [pic 71][pic 70]

1. En los extremos abiertos a la atmosfera de un tubo en u se vierten volúmenes iguales de agua y aceite ligero (P=790  ). Una persona sopla por el lado del aceite hasta que la superficie de contacto de los dos fluidos se mueve hacia el fondo del tubo y se igualan a los niveles del líquido en ambos extremos. Si la altura del fluido en cada extremo es de 80 cm, determine la presión manométrica que ejerce la persona sobre el aceite.[pic 72]

P1= +  + = + [pic 73][pic 74][pic 75][pic 76][pic 77]

= – [pic 78][pic 79][pic 80]

=Hg (–)[pic 81][pic 82][pic 83]

= (0.8 m) (9.81 ) (9.81 ) (1000-790) [pic 84][pic 85][pic 86][pic 87]

= 1648.08 Pa[pic 89][pic 88]

1. El barómetro básico se puede utilizar para medir la altura de un edificio. Si las lecturas barométricas en las partes superior y en la base del edificio son 730 y 755 mm Hg, respectivamente. Determine la altura del edificio, tome las densidades del aire y del mercurio como 1.18   y 13600 , respectivamente.[pic 90][pic 91]

h = 0.730 m

ρHg =13600 [pic 92]

ρaire = 1.18 [pic 93]

∆aire= [pic 94]

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Presión a vapor

ln(P*)=                                  [pic 97]

P*=presión del vapor, mmHg

Para el etanol

A=18.5242                                              A 20°C =293.15 K

B=3578.91                                              ln(P*)= 18.5242 -= 3.7749[pic 98]

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