Ejercicios tema 3 1. Un tanque rígido contiene 20 lbm de aire a 20 psi y 70ºF. Se agrega más aire al tanque hasta que la presión y la temperatura se elevan a 35 psi y 90ºF, respectivamente. Determine la cantidad de aire añadida al tanque. Solución
Para determinar la cantidad de masa introducida bastará calcular la masa final y la inicial y restar una de otra, y utilizando la relación entre masa y densidad se obtiene: ∆m=m2 −m1 =V(ρ2 −ρ1) . Si aplicamos la ecuación de los agses m nM PM perfectos obtenemos: PV = nRT →ρ= = = siendo M la masa

V V RT molecular del fluido. Así pues,
M P P 28.8x10−3 Kg  N N 
∆m = R (T22 − T11) = 8.31J mol  35x6895  m2 − 20x6895  m2 =1.115Kg

 273+32.2  K  273+ 21.1 …ver más…

Si la lectura indica un valor de 38,150 m. y el fondo del tubo está a 43,295 m., ¿cuál es la reserva de queroseno del depósito?.
NOTA: Los datos que se necesiten se deberán buscar en la bibliografía. Solución
Para determinar la reserva de queroseno es preciso calcular el volumen a partir de la relación V=Sh, donde h es la altura de dicha reserva. La altura se determina a partir de la relación: h = hfondo −hsensor −hcapilar siendo hcapilar el
2σ
ascenso capilar que se determina a partir de la relación: hcapilar = cosφ, por ρgR

lo que:
2σ 2(0.028) h = hfondo −hsensor − cosφ= 43.295−38.150− 3 −2 cos26 = 5.14m ρgR (0.8x10 )(9.8)(0.05x2.54x10 )

y por tanto el volumen valdrá: V = 2x104x5.14 =105m3 5. Se tira horizontalmente de una placa plana delgada de 20 cm. x 20 cm. a 1 m/s a través de una capa de aceite de 3.6 mm. de espesor (ver figura). La viscosidad dinámica del aceite es de 0.027 Pa·s Si se supone que la velocidad varía de forma lineal, a) Trazar la gráfica del perfil de velocidades, b) Encontrar el punto donde la velocidad es cero, c) Determinar la fuerza necesaria que hay que aplicar sobre la placa para mantener el movimiento. Solución
a) El perfil de velocidades viene representado en la siguiente figura, donde la flecha amarilla representa la velocidad de la placa, y donde se puede apreciar que el perfil de velocidades es lineal.
b) La velocidad será