asignacion_0-_repaso_de_termodinc3a1mica

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UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR 
Departamento de Conversión y Transporte de Energía. 
Turbomáquinas Térmicas. CT-3412 
 
Asignación 0. Repaso de Termodinámica 
1.- At 100 psig and 75°F, a gas has a volume of 800 ft3. If the volume is kept constant and the gas 
temperature increases to 100°F, what is the final pressure of the gas? Keeping the pressure constant at 
100 psig, if the temperature increases to 100°F, what is the final volume? Use 14.73 psi for base 
pressure. 
Ejercicio 3.1.1 Un gas ideal ocupa un volumen de 250pies
3
 [7.079 m
3
] a una presión de 80psig [551.582 
kPa] y temperatura de 45°C [113 ºF]. Considere la Patm=14.65psia [101.009 kPa]. 
¿Cuál es el volumen que ocuparía el gas a las condiciones P=14.7psia [101.353 kPa] y T=15°C [59 ºF]? 
¿Si el gas es enfriado a 30°C [86 ºF], cuál sería la presión de gas para el volumen de gas inicial de 
250pies
3
 [7.079 m
3
]? 
Ejercicio 3.1.2 Determinar el peso específico, volumen específico y la densidad del metano a 100°F 
[37.778 ºC] y 120 psia [827.374 kPa]. 
Ejercicio 3.1.3 Se tiene un gas cuyo volumen específico a 90°C [194 ºF] y 30 psia [206.84 kPa] es 11.4 
pie
3
/lb [0.7117 m
3
/kg]. Se pide determinar la constante del gas R y la densidad ρ. 
Ejercicio 3.1.4 Un depósito de aire comprimido tiene un volumen de 0.84 pie
3
 [0.0237 m
3
]. Determine 
la densidad y el peso del aire en el depósito cuando éste se llena de aire a una presión manométrica de 
50 psi [344.739 kPa], suponiendo que la temperatura y la presión son 70°F [21.11 ºC] y 14.7 psi [101.353 
kPa]. 
Problema 1.4 (Problema 2.17, Sonntag & Van Wylen, 1979) 
Un gas está alojado en dos cilindros A y B, conectados por émbolo con dos diámetros diferentes. La 
masa de dicho émbolo es de 10 kg y la presión del gas (absoluta) en “A” es de 2 kgf/cm
2
. Calcúlese la 
presión absoluta del gas en el cilindro “B” [kgf/cm
2
]. Tómese DA = 0.1 m y DB = 0.025m 
Problema 1.5 (Problema 3.8, Sonntag & Van Wylen, 1979) 
Determinar si el agua en cada uno de los siguientes estados es un líquido comprimido, vapor 
sobrecalentado o mezcla saturada de líquido + vapor. 
a) T = 250 ºF ; p = 20 psia 
b) p = 50 psia ; v = 8 pie
3
/lbm 
c) 300 ºF ; v = 8 pie
3
/lbm 
d) p = 30 psia ; T = 230 ºF 
e) T = 400 ºF ; v = 0,02 pie
3
/lbm 
f) p = 0,5 psia ; T = 60 ºF 
g) p = 200 kPa ; T = 50 ºC 
h) T = 550 ºC ; p = 1 MPa 
Problema 1.16 (Problema 6.2, Sonntag & Van Wylen, 1979) 
Se calienta aire eléctricamente en un tubo de diámetro constante en régimen permanente. A la entrada 
el aire tiene una velocidad de 3 m/s y está a 3,5 kgf/cm
2
 (abs.) y 25 °C. El aire sale a 3,2 kgf/cm2 y 95 
°C. Calcúlese la velocidad de salida. 
Problema 1.17 (Problema 6.3, Sonntag & Van Wylen, 1979) 
Se comprime vapor de agua en un compresor centrífugo. Entra al compresor vapor saturado seco a 100 
°F y sale de él vapor a 5 psia y 400 °F. El vapor cede calor durante la compresión a razón de 2000 
BTU/h. El flujo de vapor es de 300 lbm/h. Calcúlese la potencia [hp] requerida para mover el compresor. 
Problema 1.18 (Problema 6.6, Sonntag & Van Wylen, 1979) 
Una turbina pequeña de alta velocidad que funciona con aire comprimido, desarrolla 1/10 CV. Las 
condiciones de entrada y salida son 4 kgf/cm
2
, 25 °C y 1 kgf/cm2, -50 °C, respectivamente. 
Suponiendo velocidades bajas, hallar flujo de aire. 
Problema de Ciclo Rankine