Serie 1 - Presión y temperatura PDF

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Serie presión y temperatura...

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TERMODINÁMICA 1212 SEMESTRE 2021-1

PROF. ADRIANA ORTIZ PRIMERA SERIE PARA CLASES Problemas de Propiedades Intensivas y Extensivas

1. Especifique si las propiedades siguientes son intensivas o extensivas: a) Masa --- Extensiva b) Peso --- Extensiva c) Volumen --- Extensiva d) Velocidad --- Intensiva e) Densidad --- Intensiva f) Energía --- Extensiva g) Peso específico --- Intensiva h) Deformación --- Intensiva i) Densidad molar --- Intensiva j) Concentración de masa --- Extensiva k) Fracción mol --- Intensiva l) Presión --- Intensiva m) Temperatura. --- Intensiva

2. Tres metros cúbicos de aire a 25°Cy 1 bar de presión tienen una masa de 3.51 Kg. a. Indíquese los valores de tres propiedades intensivas y dos extensivas del sistema. b. Si el valor local de la gravedad es de 9.65 m/s 2, evalúe el peso específico como propiedad intensiva. a) a-1) Propiedades intensivas

a-2) Propiedades extensivas

T = 25°C P = 1bar ρ

¿

kg 3.51 kg =1.17 3 3 3m m

Ɐexp =

3 3 V m 3m =0.855 = kg m 3.51 kg

b) Wexp = ρ*g = 1.17

(

)

kg m kg∗m 9.65 2 =11.29 3 2 3 s m ∗s m

1N =

1 kg∗m S

2

=11.29

kg∗m =11.29 N 3 m m 3∗S2

Problemas de Presión 3. Se construye un barómetro utilizando un aceite con una densidad de 0.775 g/cm2. Si la presión atmosférica es de 0.8 atm ¿qué altura en metros tendrá la columna de aceite en el barómetro? El mercurio tiene una densidad de 13.5956 g/cm2.

Pa =81060 Pa ( 101325 1 atm ) g 100 cm kg 1 kg 0.775 =7.75 ( ) ( ) 1m 1000 g cm m 0.8 atm

2

2

h=

2

81060 Pa =1066.19m kg m 7.75 2 x 9.81 2 s m

4. Si la presión en el fondo de un lago de agua dulce es aproximadamente 19.80 lbf/in2 y la profundidad a la que se está midiendo es 2.79 m ¿cuál será la presión atmosférica en ese lugar? Dar el resultado en Pa. Pt= 19.80 lbf/in² H= 2.79 m Patm= i?

pL= Dgh=( 2.79 m )

1 kg 1000 L 9.81 m =27369.9 Pa (1Lg )( 1000 g ) ( 1m )( s ) 3

2

Pabs= Pvacio+Patm

Patm = PT − Pl =

( ( 19.81lb in ) 2

6894.8 i n2

Pa lbf

)

−27369.9 Pa

Patm=109147.14Pa

5. Si la presión que soporta un batiscafo en el fondo de un lago, a una profundidad de 80 m es de

883936.64 Pa, y la densidad del agua de 1.026 g/cm3, calcula la presión de la atmósfera en la superficie. La aceleración de la gravedad es aproximadamente 9.806 m/s 2. Expresa el resultado en Pa, lbf/plg2 y en atm.

Pabs= Patm− PL PL =hDg 1.026 g 1 kg 100 cm 3 9.806 m PL= ( 80 ) =804876.48 Pa 3 1000 g 1m cm s2 Patm =PT + PL

(

1)

)(

)(

)(

)

Patm=883936.64 Pa +804876.48 Pa=1688813.12 Pa

2)

(

Patm= 3)

6.

)

1lbf i n2 Patm =1688813.12 Pa =244.94 lbf /¿ ² 6894.8 Pa 244.94 lbf =16.655592atm 0.0680 atm 1 lbf i n2 i n2

(

)

gaseoso se le mide la presión mediante un manómetro de columna abierto a la atmósfera, la medición indica una lectura de 1.4435 pies. Si la densidad del fluido manométrico es igual a 0.9 Kg/dm 3, calcula la presión absoluta del sistema gaseoso en Pa.

P=( 2.4435 pies )

(

)(

)(

0.3048 m kg dm 0.9 3 1 1 pie 0.1m dm

) ( 9.81s m )=3884.57 Pa 3

2

7. Si la lectura de un manómetro de agua es de 57 cm y la rama que se encuentra cercana al sistema está más elevada que la que da a la atmósfera ¿qué valor tiene la presión absoluta del gas que está conectado al manómetro en un lugar donde la presión atmosférica es 13.4 lbf/in2? Expresar el resultado en Pa. H=57cm H2O Pman=13.4 lbs/plg² = 13.4 psi Pagas=Patm-Pman

(

Pgas= 13.4 psia× 6.9×

)(

)

1 03 P ∆ 1 Pa − 57 cm H 2O × =86.888 =86.9 KPa 1 psia 1.036 cm H 2O Problemas de Temperatura

8. Un día muy caluroso la temperatura ascendió 33°C, si este dato lo tuviéramos que reportar en grados Fahrenheit ¿qué valor sería?

(33 ° C × 59 ) +32=91.4 ° F 9. a) ¿Cuál temperatura es más alta, 27°C o 75°F? R= 75°F b) ¿Cuál temperatura es más baja, 22°F o 3°C? R= 3°C

10. ¿Qué temperatura en las escalas Fahrenheit y Kelvin tiene el mismo valor numérico? R= 574.58°F 11. Se quiere saber cuál es la temperatura de un horno de cerámica, si se conoce la variación de temperatura que tiene una pieza que fue sacada de él, 223°C, llegando finalmente a la temperatura ambiente de 78°F. 8...