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TERMODINAMICA
Gases
4.2 En un depósito de 50 L se tiene monóxido carbono a 210 kPa y
127ºC. a) Determinarla masa del gas en kilogramos. B) hay un escape
de 0.002 kg de gas y la temperatura baja hasta 27ºC. Calcúlese la
presión manométrica del gas que queda en el depósito en kilo
páscales si la presión barométrica es 98.8 kPa.
DATOS:
V = 50 lts  50 x10
−3m3 CO (g)
P= 210 kPa m2=0.002
T= 127°C400.15°K T2=27 °C  300.15°K
 Ecuación  PV=
mRT
M Despejamos 
m1=
P1VM
RT 2
m1=
(210 x 103Pa )(50x 10−3m3)(28 kgkmol )
(8314 jkmol ° K ) (400.15 °K )
=0.0884 kg
mT=m1−m2
mT=0.0884−0.002=0.0684 kgs
 Ecuación  PV=
mRT
M Despejamos P2=
mT RT 2
VM
P2=
(0.0684 kg )(8314
j
kmol ° K
)(300.15 ° K )
(28 kgkmol ) (50 x10
−3m3 )
=121.9204 x103 Pa
 Ecuación  
|¿|+Pm
Patm=P¿  Despejamos 
Pm 
|¿|−Patm
Pm=P¿  
Patm=121.9204 x10
3
−98.8 x103=23120Pa
Pm=23.12 kPa
Turbina
5.13 A una turbina entra vapor de agua a 40 bar, 440ºC y 10 m/s, teniendo
la sección de entrada 0.050m2. El fluido sale a 0.30 bar, con una calidad de
90 por 100 y una velocidad de 200m/s. Determínese el flujo másico en kg/s
y el área de salida en m2 
Turbina= vapor de agua
Datos:
P1=40 ¿̄ P2=0.30 ¿̄
T1=440 °C x= 90%  0.9
V 1=100m /s V 1=200m /s 
A1=0.050m
2
 
v=0.07872m3/kg  Tabla A.14 Propiedades del agua: Tabla de vapor 
sobrecalentado
a) Ecuación  m=
A1V 1
υ1 = 
(0,050m2 ) (100m /s )
0.07872m3 /kg
=63.5162kg /s
b) A1=
mυ2
V 2 
Se calcula υ2 con la ecuación  υ2=υgw=υ f+x (v g−υf )
υgw=1.0223 x10
3
+0.90 (5.229−1.0223 x 103 )=4.7062m3/kg
A1=
mυ2
V 2 
(63.5162 kg /s ) (4.7062m3/kg )
200m /s
=1.4946m2
Termodinámica
1.18 Un cilindro en posición vertical contiene nitrógeno a 1.4 bar. Un émbolo
sin fricción de masa m colocado sobre el gas, separa a este de la atmosfera,
cuya presión es 98 kPa. Si la aceleración local de la gravedad g es 9.80 m/s2 
y el área del émbolo es 0.010 m2
Determínese:
a) Masa en kilogramos del émbolo en reposo.
b) Masa del embolo para que se acelere arriba con a= 5 m/s
c) Masa del embolo se desplace hacia abajo con a= 8 m/s
a)
ε f 0; Reposo Fg−Pat−w=0 
 P=
F
A Despejamos F 
F=PA
Fat=(Pat ) ( A )  Fat=(98000 Pa ) (0.010m
2 )=980 N
Fg=(Pg ) ( A )  Fg=(1.4 x 0
5 Pa ) (0.010m2 )=1400N
w=Fg−Fat  W=1400−980=420 N
 m=
W
g  
m=
420 N
9.80m /s
=42.84 kg
b)
9.8 m/s – 5 m/s = 4.8 m/s
m=
W
g  
m=
420N
4.8m /s
=28.7383 kg
c)
9.8 m/s + 8 m/s = 17.8 m/s
m=
W
g  
m=
420 N
17.8m /s
=23.5955 kg