UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA
TERMODINAMICA I

EJERCICIOS SEGUNDA LEY Y ENTROPIA

1) Una planta de energía de vapor recibe calor de un horno a una tasa de 280 GJ/h. Las pérdidas térmicas en el aire circundante por el vapor, cuando éste circula por las tuberías y otros componentes, se estiman aproximadamente en 8 GJ/h. Si el calor de desecho se transfiere al agua de enfriamiento a una tasa de 145 GJ/h, determine a) la salida de potencia y b) la eficiencia térmica de esta planta de potencia. R/ a) 35,3 MW, b) 45,4%

2) Un motor de un automóvil consume combustible a razón de 28 L/h y transfiere 60 kW de potencia a las ruedas. Si el combustible tiene un poder calorífico de 44000 kJ/kg y una densidad de 0,8 g/cm3, determine …ver más…

Un análisis de energía de la casa revela que pierde calor a una tasa de 2 500 Btu/h por cada º F de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Para una temperatura exterior de 35º F, determine a) el coeficiente de funcionamiento y b) la entrada de potencia requerida para la bomba de calor. R/ a) 13,4 b) 2,93 hp.

8) Un tanque rígido de 3 ft3 contiene refrigerante 134a a 120 psia y 100% de calidad. El tanque se conecta mediante una válvula a una línea de alimentación que transporta refrigerante 134a a 160 psia y 80º F. La válvula se abre para que el refrigerante entre en el tanque, y se cierra cuando el tanque contiene sólo líquido saturado a 140 psia. Determine a) la masa del refrigerante que entró al tanque; b) la cantidad de transferencia de calor con los alrededores a 120º F. R/ a) 208,84 lbm, b) 956 Btu.

9) Entra vapor a 7 Mpa y 500º C en una turbina adiabática de dos etapas a una tasa de 15 kg/s. Diez por ciento del vapor se extrae al final de la primera etapa a una presión de 1 Mpa para otro uso. El resto del vapor se expande adicionalmente en la segunda etapa y sale de la turbina a 50 kPa. Determine la potencia de salida de la turbina, suponga a) que el proceso es reversible y b) que la turbina tiene una eficiencia isoentrópica de 88%. R/ a) 14 930 kW, b) 13 140 kW.

10) En una turbina adiabática entra vapor a 6 Mpa, 600º C y 80 m/s y sale a 50 kPa, 100 º C y 140