Termodinamica

1. Defina la primera ley de la termodinámica y de un ejemplo del cumplimiento de ella, haciendo el análisis del funcionamiento de un ventilador. (+0,3)

2. El La ecuación que describe análisis de energía para los sistemas cerrados se puede escribir como Q-W=∆U, esta afirmación es verdadera? Por qué? (+0,3)

6. Un globo se comporta de modo que la presión en su interior es proporcional a la raíz cuadrada del diámetro. Contiene 2 kg de aua a 107°C con calidad del 100%. Se calienta el globo de modo que el agua alcanza una presión final de 150Kpa.

Encuentre: (+1,5)

La temperatura final.

Represente el proceso en un diagrama PV

El trabajo realizado durante el proceso

La transferencia de calor durante el proceso.

10. Defina calor específico y determine su relación con entalpía y Energía Interna. (+0,1)

11. Qué es trabajo de frontera? (+0,1)

12. Se transfiere calor hacia un cilindro pistón que contiene 0,5 kg de aire hasta que su temperatura aumenta 5°C. Determine el calor transferido durante el proceso. (+0,3)

13. Un cilindro abierto, de 10 metros de altura y A_base=0,1 (m^2), contiene agua a 20 °C en la parte superior y 2 kg de agua a 20 °C por debajo de un pistón flotante, delgado y aislado, de 198,5 kg, como se muestra en la figura. Suponga que P_o y g tienen valores estándar. Ahora se agrega calor al agua que está debajo del pistón, de modo que esta se expande y empuja el pistón hacia arriba, lo que provoca que el agua en la parte superior se derrame por el borde. Este proceso continua hasta que el pistón llega a la parte de arriba del cilindro. Determine:

El estado final del agua que está debajo del pistón (T, P,v), El calor que se agregó durante el proceso. (+2.0)

Dibujar el diagrama P-v y T-v.

14. Se tiene un sistema como el mostrado en la figura. Es una cámara cúbica de lado L=3m. En su interior hay aire a 25°C y 101,325 KPa; se han instalado dos tanques iguales cuya capacidad es de 3m3, comunicados por una válvula que inicialmente se encuentra cerrada. En el Tanque A hay agua a 3MPa A 900°C. El tanque B cuenta con un émbolo adiabático de 1m2 de área unido a un resorte de K=120KN/cm, cuando la válvula esta cerrada la presión arriba del émbolo es cero, mientras que en el lado del resorte hay aire a 25°C, el aire se encuentra a una presión que es equilibrada por el resorte que se ha estirado 8 cm.

Se abre la válvula de modo que la masa de agua se distribuye entre los dos tanques y la presión inducida en el tanque B, empuja el émbolo y lo desplaza 10 cm, haciendo pasar el resorte por su posición de reposo y comprimiéndolo, esto da como resultado la uniformidad de propiedades dentro de los dos tanques y un calentamiento del aire contenido en el lado del resorte hasta una temperatura de 100,5 °C.

Determine:

1. La

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