Listado procesos con mezcla de gases perfectos

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Ejercicios de Termodinámica Aplicada 
Procesos con mezcla de gases perfectos 
 
Ejercicio 1: Considere un aire a 20ºC con una humedad relativa de 60% que se encuentra 
encerrado dentro de un local de 6 m × 3 m × 2,5 m a una presión de 101325 Pa. 
 
Determine: 
 
a) La masa de agua total contenida en el local, 
b) La temperatura de punto de rocío y la entalpía específica, 
 
Ejercicio 2: En el ejercicio anterior, el vapor de agua se condensa sobre las ventanas las 
cuales se encuentran a una temperatura de 11ºC. Suponga que el agua condensada se extrae 
inmediatamente del local. Una vez que la condensación termine, calcule 
 
- La cantidad de agua que condensa, 
- La humedad relativa del local, 
 
Ejercicio 3: El aire que se extrae de un local es mezclado con el aire exterior. La mezcla es 
luego inyectada al mismo local a una razón de 0,639 kgda/s. 
 
El aire del local está caracterizado por: 
 
 Temperatura de bulbo seco de 20ºC 
 Temperatura de bulbo húmedo 16 ºC 
 Presión 101325 Pa 
 
El aire exterior está caracterizado por: 
 
 Flujo 0,05 kg/s 
 Temperatura 30ºC 
 Humedad relativa de 90% 
 
Determine la humedad específica, la entalpía de la mezcla y humedad relativa de la mezcla. 
 
Ejercicio 4: Se desea climatizar un local a 25ºC y 50% de humedad relativa. Este local 
contiene una persona que produce 80 gramos de vapor de agua por hora. El local es 
Departamento de
Ingeniería Mecánica
Departamento de Ingeniería Mecánica 
Facultad de Ingeniería 
Profesor: Cristian Cuevas
Práctica de Termodinámica Aplicada (541206‐0) 
 
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Práctica de Termodinámica Aplicada, Dpto. de Ingeniería Mecánica, Universidad de Concepción 
ventilado con aire fresco a una razón de 13,05 g/s. La persona aporta un calor al local de 
130 W. La presión en el local es de 101325 Pa. 
 
Determine las condiciones en las cuales debe ser pulsado el aire al local (temperatura y 
humedad relativa). 
 
Ejercicio 5: Considere un flujo de aire de 40 m3/h que es inyectado a una pieza a una 
temperatura de 19ºC y una humedad relativa de 50%. Este flujo es tomado del ambiente, el 
cual se encuentra a una temperatura de 30ºC y a una humedad relativa de 60%, y 
acondicionado mediante una batería fría y una batería de post-calentamiento. Calcule las 
potencias intercambiadas en cada batería y el flujo de agua condensada en la batería fría. 
 
Ejercicio 6: Un flujo de aire seco de 2 kg/s a una temperatura t1 y a una presión de 101,325 
kPa es enfriado a 10ºC mediante la pulverización de agua líquida a 10 ºC y 101,325 kPa. 
De esta forma se obtiene aire húmedo saturado a 10ºC. Este procedimiento se realiza en 
régimen permanente y sin transferencia de calor ni de trabajo. Determine: 
 
- La humedad específica del agua a la salida 
- El flujo másico de agua líquida “absorbida” por el aire 
- La temperatura t1 del aire a la entrada 
 
Ejercicio 7: Una torre de enfriamiento enfría agua que proviene de una central de 
generación a una temperatura de 45ºC. La torre utiliza aire ambiente a 19,5 ºC, 30% y 
101,325 kPa el cual circula en contracorriente con el agua saliendo a una temperatura de 
25ºC y una humedad relativa de 70%. El agua es luego enviada al condensador habiendo 
liberado 1 MW en la torre. Determine el flujo másico de aire y la cantidad de agua que se 
evapora. 
 
Ejercicio 8: Considere una caldera de generación de vapor en la cual el análisis ORSAT de 
los humos arrojó los siguientes valores: 
 
 CO2 = 12% O2 = 3% CO = 1% 
 
El aire y el combustible son suministrados a una temperatura de 20ºC. La presión 
atmosférica es de 101,3 kPa y la humedad relativa de 60%. 
 
Calcule: 
 
a) El exceso de aire, 
b) Relación combustible aire, 
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c) La composición del combustible utilizado, 
d) La composición de los humos referido a 1 kg de combustible, 
e) La temperatura de combustión adiabática. 
 
Considere la siguiente información complementaria: 
 
Poder calorífico inferior del combustible PCI = 42,855 MJ/kg a 25ºC 
Capacidad calorífica del combustible cc = 1880 kJ/kgK 
Poder calorífico inferior del CO PCICO = 10,112 MJ/kg a 25ºC 
 
Solución: 
 
Ejercicio 9: Un motor es alimentado con combustible (CH1,95) y aire seco a 20ºC. Se posee 
la siguiente información: 
 
Temperatura de los gases de escape: 700ºC 
Concentración de CO en los gases de escape (gases secos): 2 % 
Flujo de aire: 0,046 kg/s 
Flujo de gasolina: 0,003 kg/s 
 
Las características del combustible son: 
 
PCI = 44 MJ/kgcomb a 25ºC 
cc = 2,4 kJ/kgK 
 
Además se sabe que para el CO el PCI es 10,110 MJ/kgCO a 25 ºC. 
 
Calcule las pérdidas debido al combustible no quemado y la potencia aportada al motor por 
la combustión. 
 
Solución: 
 
Ejercicio 10: Una caldera alimentada con petróleo genera una potencia útil de 25 kW. Las 
pérdidas de calor al ambiente son estimadas a 500 W. El exceso de aire es de un 10%. Las 
temperaturas del aire y del combustible a la entrada de la caldera son de 10ºC y los gases de 
combustión salen a 200ºC en la chimenea. Se pide determinar el consumo de combustible. 
 
Datos complementarios: 
 
Composición másica del combustible: 86 % de C y 14 % de H 
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Poder calorífico inferior, PCI = 42,43 MJ/kgcomb a 25ºC 
Calor específico del combustible cc = 2 kJ/kgcombK 
 
Solución: CmHn, e = 0,1