Ciclo 2017-2 Escuela Profesional de Ingeniería Industrial
Trabajo académico
TERMODINAMICA
1704-17302
Docente: Ciclo:
Datos del alumno: Apellidos y nombres:
Quispe Vera Antonio Código de matrícula:
2015204291
Eberardo Osorio Rojas 05
Sección:
Panel de control:
Fecha de publicación en campus virtual DUED LEARN:
Hasta el Domingo 31 de Diciembre 2017 (Hora peruana) Recomendaciones:
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Arequipa
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1
Forma de publicación:
Uded de matrícula:
1. Recuerde verificar la
01-1
Nota:
2.
Las fechas de publicación de trabajos académicos a través del campus virtual DUED LEARN están definidas en la plataforma educativa, de acuerdo al cronograma académico 2017-2 por lo que no se aceptarán
trabajos extemporáneos . 3.
Las actividades de aprendizaje que se encuentran en los textos que recibe al matricularse, servirán para su autoaprendizaje mas no para la calificación, por lo que no deberán ser consideradas como trabajos académicos obligatorios.
Guía del Trabajo Académico: 4.
5.
Recuerde: NO DEB E COPIAR DEL INTERNET , el Internet es únicamente una fuente de consulta. Los trabajos copias de internet serán verifi cados con el S IS TE MA ANTIPLAGIO UAP y serán calificados con “00” (cero).
2
Estimado alumno:
El presente trabajo académico tiene por finalidad medir los logros alcanzados en el desarrollo del curso. Para el examen parcial Ud. debe haber logrado desarrollar hasta la pregunta 03 y para el examen final debe haber desarrollado el trabajo completo.
Criterios de evaluación del trabajo académico: Este trabajo académico será calificado considerando criterios de evaluación según naturaleza del curso:
1
Presentación adecuada del trabajo
Considera la evaluación de la redacción, ortografía, y presentación del trabajo en este formato. Considera la revisión de diferentes fuentes bibliográficas y electrónicas confiables y pertinentes a los temas tratados, citando según la normativa APA.
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Investigación bibliográfica:
3
Situación problemática o caso práctico:
Considera el análisis contextualizado de casos o la solución de situaciones problematizadoras de acuerdo a la naturaleza del curso.
4
Otros contenidos
Considera la aplicación de juicios valorativos ante situaciones y escenarios diversos, valorando el componente actitudinal y ético.
Se sugiere ingresar al siguiente enlace de video de orientación:
UNIVERSIDAD PARTICULAR ALAS PERUANAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL
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TRABAJO ACADEMICO DE TERMODINAMICA PROPIO DE: ANTONIO QUISPE VERA AÑO EN CURSO: 3° DOCENTE: ING. EBERARDO OSORIO ROJAS FECHA: 31/12/17 CÓDIGO DE MATRÍCULA: 2015204291
UDED DE MATRÍCULA: Arequipa AREQUIPA-PERU 2017
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INTRODUCCION
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DESARROLLO DE LOS
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CONTENIDOS BIBLIOGRAFIA
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INTRODUCCION: La termodinámica es una disciplina que se encuadra dentro de la física y que se aboca al estudio de los fenómenos relativos al calor. El interés de la termodinámica se centra especialmente en considerar la manera en que se transforman las distintas formas de energía y la relación existente entre estos procesos y la 5
temperatura. En efecto, existen evaluaciones que establecen que el desarrollo de la disciplina se hizo a la par de un intento por lograr una mayor eficiencia en el uso de máquinas, eficiencia que implicaba que se pierda la menor cantidad de energía bajo
la
forma
de
calor.
6
Preguntas 1.
Joule trató de verificar la idea de la convertibilidad entre energía mecánica y
energía interna al medir el aumento en temperatura del agua que caía de una catarata. Si el agua de una catarata alpina tiene una temperatura de 12.78°C y luego cae 58.67 m (como las cataratas) Ce=4186.8 Nm/Kg°C , ¿Qué variación de temperatura máxima podría esperar Joule que hubiera en el fondo de las cataratas para una cantidad de masa m=1.5kg?
(3Ptos) CALOR:
=∗∗∆
= .∗ ∗∗.=.∗ ∗∗ . .. =. . .. =. . .= =.≈°
2.
En un cilindro con un pistón movible se encuentra 1.41 kg de gas ideal a una
presión de 6.1 bar y una temperatura de 180.5°C el gas se expande politrópicamente y reversiblemente a una presión de 1 bar y una temperatura de 39.5°C los datos físicos del gas son: Cp=1000 J/Kg°C , Cv=73 J/Kg°C R=287 J/Kg°C. a).Calcular el exponente politrópico b) Los volúmenes antes y después en (m³/kg) (3Ptos) 7
3.-El calor especifico del grafito referido al átomo gramo esta dado en cal/mol°K, Donde la Temperatura T se expresa en Kelvin (°K), Calcular la cantidad de calor que precisan 11 Kg de grafito para elevar su temperatura de 51°C a 301°C. Donde el calor específico es: (3 Ptos
=2.67+2.6210−1.1710−− =512.6°=512.6+273=786° =7033.37 − = − =0.433 = = = 0.433∗7033.7= 3045.59 = + 7033.7= +3045.59 =3988.11 A).
4.- Una máquina térmica consume 2248.1 kg de carbón por hora, siendo el poder calorífico de este combustible de 18.0x10³ kcal/kg. Si la máquina tiene un rendimiento del 26.8%. Calcule el trabajo suministrado por la máquina y el calor cedido al foco frío en una hora. (3 Ptos)
8
: =2248.1 =18.0∗10 =26.8%
=
∶ 10 =2248.1 ℎ 18.0∗ = 40465800 ℎ : = →= : = (26.1008 %)(40465800 ℎ ) =10844834.4
=+ = =40465800 ℎ 10844834 ℎ =29620966 ℎ
5.
9
Calcule la variación de entropía de un bloque de hielo de 27.89 g a −12.5°C
cuando pasa reversiblemente al estado de vapor a 116.6°C, a presión constante. Datos: cp (vapor) = 2.08 kJ/kg K, Cp (agua) = 4.18 kJ/kg K,
Cp (hielo) = 2.11 kJ/kg
°K, Lf = 333.55 J/g, Lv=2257 J/g . (3 Ptos)
Paso 1:
Para llevar el trozo de hielo desde -12°C a vapor de 115°C, el agua debe experimentar un proceso de cinco tramos: 1. En primer lugar hay que llevar el hielo a una temperatura de 0°C, que es a la que ocurre la fusión (suponiendo que la presión es la atmosférica).2. Luego se calienta el agua desde 0°C hasta 100°C, en que se produce la ebullición, pasando el agua al estado gaseoso (vapor).3. El vapor se calienta desde 100°C a 115°C.
Paso 2:
Para el calentamiento del hielo, tenemos:
ln(273)∆ = 256 : ∆ = 272.11 ∗° 261
Paso 3:
La fusión del hielo ocurre a temperatura constante, por ello el aumento de la 10
entropía es simplemente
∆ = = / La temperatura de fusión es naturalmente 273°K, por lo que el incremento de entropía es:
557 = 33 ∆ = 27 333.273
Paso 4:
Calentamiento del agua. Si admitimos que el calor especifico del agua no varía de 0°C a 100°C, el incremento de entropía por calentamiento dl agua tiene la misma expresión que para el hielo
273 ) ∆ =35.2 ∆ = 274.18 ln(373
Paso 5:
En la ebullición del agua tenemos otro proceso a temperatura constante, con un aumento de entropía
∆ =
) 27(2257 ∆ = 373 ∆ =163
Paso 6:
Por último, tenemos el calentamiento del vapor, que tiene una expresión análoga a la del hielo y del agua, con:
∆ = 272.08 ln(388 373) ∆ =2.21
Paso 7:
Aumento total de entropía:
∆S = 2.56+33.0+35.2+163+2.21 KJ =236 Vemos que la contribución principal, con diferencia. Corresponde a la vaporización del agua. Esto está de acuerdo con la interpretación de la entropía como medida del desorden, ya que sin duda el paso que implica un mayor aumento de este es la transformación de un líquido (con moléculas muy próximas y parcialmente ordenadas) en un gas (con moléculas alejadas y con movimientos totalmente aleatorios)
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6.- Una central eléctrica de turbina de gas que opera en un ciclo Brayton ideal y tiene una relación de presión de 8.01. La temperatura del gas es de 305.5 °K en la entrada del compresor y de 1310.2 °K en la entrada de la turbina. Determinaremos la temperatura del gas a la salida del compresor y de la turbina, y la eficiencia de esta turbina. (3 Ptos)
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EN EL PROCESO 1 Y 2 DE LA FIGURA EXISTE UNA COMPRESION ISENTROPICA.
= 305.5 ° → ℎ1 = 305.22 =305° 1=1.4686 : = () = 8.011.4686 =11.7634 =11.7634 → =550 11.86 ℎ =555.74
: =550°
=1310.2°→ℎ =1395.97 =330.9 =1300° =1310.2° = 1320 ° =330.9 = =352.5 =11.016 =330.9 = =341.916
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www.importancia.org/termodinamica.php
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Variaci%C3%B3n_de_entrop%C3%AD
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a_en_el_paso_de_hielo_a_vapor
