Practico_termodinamica_aire_seco

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TRABAJO PRÁCTICO Nº 1
METEOROLOGÍA TEÓRICA
TEMAS
BLOQUE1:
● Revisión de conceptos de termodinámica.
● Variables y procesos termodinámicos.
● Aire seco.
● El agua y sus transformaciones. Aire húmedo.
● Diagramas aerológicos
● Procesos en la atmósfera
● Estabilidad vertical en la atmósfera.
Ejercicio 1
Un avión comercial vuela cerca de los 200 hPa, donde la temperatura es de −60 ◦ C.
(a)Calcule la temperatura del aire si se lo comprime adiabáticamente a la presión
de cabina de 1000 hPa
(b) ¿Cuánto calor específico debe agregarse o quitarse en forma isobárica para
mantener la temperatura de cabina a 25 ◦ C? Importante(Considere que el aire está
completamente seco)
Ejercicio 2
Una muestra de 100 g de aire seco tiene una temperatura de 270K a una presión de 900
hPa. Durante un proceso isobárico, se agrega calor al sistema y el volumen se expande
en un 20% de su valor inicial. Estime:
a) La temperatura final del aire
b) La cantidad de calor agregada
c) El trabajo realizado sobre el ambiente
Ejercicio 3
La presión de una parcela de aire cambia de pi a pf . Si su temperatura inicial es Ti,
encuentre:
a) El trabajo específico hecho por una parcela de aire si el proceso es adiabático
b) El trabajo específico hecho por una parcela de aire si el proceso es isotérmico
https://utn.edu.ar/es/comunicados-csi/zoom
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Ejercicio 4
En un proceso politrópico de un gas ideal es aquel donde la presión y el volumen están
relacionados por pVη = constante, donde η es una constante determinada. Esta es una
generalización de distintos procesos. Por ejemplo si η=0, tenemos un proceso isobárico,
si η=cp/cv , tenemos un proceso adiabático, si η=1 , procesos isotérmico y η=∞ se trata
de un proceso isocórico. Suponga que 1 kg de aire seco a 280 K y 100 kPa sufre una
expansión politrópica en la cual la presión cae a 70 kPa y la temperatura potencial
aumenta en 10 K. Encuentre:
a) El valor de η
b) El cambio en la energía interna del aire
c) El trabajo realizado por el aire
d) El calor absorbido por por el aire
Ejercicio 5
Suponga que se encuentra en la cima de una montaña de una altura de 5000 m con cielo
totalmente despejado. Si la temperatura es de −12 ◦ C, qué temperatura habrá a los 1000
m de altura.
Ejercicio 6
Una parcela de aire seco tiene un volumen de 10 litros, una temperatura de 27 ºC, y una
presión de 1 atmósfera. Esta parcela a) se comprime isotérmicamente hasta que su
volumen es de 2 litros y, b) luego se expande adiabáticamente hasta que su volumen sea
de 10 litros. Describa estos cambios en un diagrama (p, V) y los valores numéricos
correspondientes.
Ejercicio 7
Una muestra de aire seco tiene una temperatura de 300 k, un volumen de 3 litros y una
presión de 4 atmósferas. El air lleva a cabo los siguientes procesos termodinámicos:
a) Se calienta a presión constante hasta 500 K, b) Se enfría a volumen constante
hasta 250 K, c) Se enfría a volumen constante hasta 150 K, d) Se calienta a
volumen constante hasta 300 K.
1) Describa gráficamente en un diagrama (p,V)
2) Calcular el trabajo total realizado.
Ejercicio 8
Para un gas ideal describa en un diagrama (p, V ) las isolíneas de energía interna
constante.
Ejercicio 9
Un gas ideal sufre dos transformaciones desde el estado inicial 1 al 2 por dos caminos
diferentes como indica la figura. En cuál de las transformaciones: a) El cambio de energía
interna es mayor? b) ¿El calor absorbido mayor?
Ejercicio 10
Dentro de un cilindro encerrado por un pistón, hay 88 gramos de un gas diatómico
desconocido a temperatura 0 ◦ C. El gas se comprime adiabáticamente hasta que su
volumen disminuye un 90 % de su valor inicial. El cambio de la energía interna es 17 158
J. Identifique el gas.
Ejercicio 11
¿Qué establece la ley de Dalton ?
Ejercicio 12
La entalpía específica de un gas se define como h= u + pα.
a) Pruebe que dh para un gas ideal es un diferencial exacta
b) Calcule el cambio de entalpía de masa unitaria de aire seco si se comprime
adiabáticamente desde su presión inicial de 70 kPa y temperatura de 10 ºC, a una
presión final de 100 kPa.