GUÍA DE EJERCICIOS N°2
TERMODINAMICA 2´ 2001
Problemas de entropía

1.- Un ciclo de potencia reversible recibe 1.000 Btu de energía por transferencia de calor desde un foco a 1.000 °F y cede energía por transferencia de calor a otro foco a 300°F. Determine:
a) El rendimiento térmico del ciclo
b) El trabajo neto desarrollado.

Respuestas: a)  = 0,4795 (47,95%) b) Wneto = 479,5 Btu

2.- En principio puede producirse energía eléctrica aprovechando el descenso de temperatura del agua con la profundidad en los océanos. En un lugar de la superficie del mar la temperatura es de 60 °F y a una profundidad de 1/3 de milla la temperatura es de 35°F. Determine el rendimiento térmico máximo posible para cualquier ciclo de potencia que …ver más…

Al comienzo de la compresión isotérmica la temperatura es de 100 °C y la presión es de 0,1 bar Empleando el modelo de gas ideal, determina:
a) Las presiones al final de los procesos de expansión y compresión isotérmica, en bar.
b) El calor absorvido, el calor cedido y el trabajo neto desarrollado por el ciclo, en KJ por Kg de aire.
c) El rendimiento térmico.

Respuestas: a) P2 = 0,463 bar P4 = 2,16 bar b) Q12 = 505,27 KJ/Kg Q34 = 328,92 KJ/Kg Wciclo = 176,35 KJ/Kg c)  = 0,349 (34,9%)

6.- Un flujo de aire que circula por un conducto horizontal adiabático es objeto de medición en una práctica de laboratorio. Un grupo de estudiantes ha anotado los valores medidos de presión, temperatura y velocidad en dos puntos del conducto, los cuales fueron los siguientes: 1) p = 0,95 bar, t = 67°C, C = 75 m/s 2) p = 0,8 bar, t = 22°C, C = 310 m/s
Sin embargo no han anotado la dirección del flujo. Utilizando los datos, ¿se puede establecer con seguridad cuál fue dicha dirección?

Respuesta: Sí, Dirección del flujo es de derecha a izquierda (de 2 a 1)

7.- Un flujo de R-12 entra a un intercambiador a contracorriente a – 20°C y con una calidad del 35%, saliendo el mismo como vapor saturado a – 20°C. La otra corriente del intercambiador es un flujo másico de 4 Kg/s de aire que es enfriado desde 300°K hasta 285°K sin pérdida significativa de presión. Determine, para la operación en estado estacionario, la velocidad de