Cantidad de calor y capacidad calorífica ¿Qué cantidad de calor se requiere para cambiar la temperatura de 200g de plomo, de 20 a 100 °C?Datos: Ecuación: Q=mC∆T m= 200g C=0.031 calg.°c ∆T = 80°c Solución: Q=200g0.031 calg.°c(80°c) Q=496 cal Un horno aplica 400 KJ de calor a 4 kg de una sustancia causando que su temperatura se eleve en 80 °C ¿cuál es el calor especifico? Datos: ecuación: Q=mC∆T m=4kg CONVERSION: 1kJ -----1000J ∆T = 80°c 400kJ--- ---X Q=400 kJ Q=400000J C= Solución: 400000J=4kgc80°c C=400000J320kg.°C C=1250Jkg.°C de modo que la temperatura de la corriente de salida es siempre la misma que la temperatura del agua en el tanque. El metal de la tetera es equivalente a 200 cm³ de agua.189J Ec=180000kgm2/s2 4. y la etiqueta sobre la tetera dice que su calentador está clasificado a 1250 W.186J----.1kcal Calor perdido = Ec 43000. est. El contenido del tanque está bien mezclado.Un automóvil de 900 kg que viaja con una velocidad inicial de 20 m/s se detiene. cada una de ellas con un índice de flujo de 10 lb/min y sale una corriente simple con un índice de flujo de 20 lb/min. contiene inicialmente 100 libras de agua a 25C. .Ec Ec=43. que se muestra a continuación. Repentinamente. a) Calcule la temperatura de edo. de tal modo que entran al tanque dos corrientes de agua. Si todo este trabajo se convierte en calor. La temperatura de una de las corrientes de entrada es de 80 C y la de la otra de 50C.4777 cal 1000 cal--------.4777 cal-------.1? (S – 2.24) El tanque mezclador.Ec Ec= 43000. (L-8.2) ¿Cuánto tiempo durará el silbido de la tetera del ejemplo L-8.0004 kcal Datos. El trabajo requerido para que se detenga el carro es igual a su cambio en la energía cinética. que se obtendrá finalmente en el tanque.1cal Ec=180000J 180000J---. se abre las dos válvulas de entrada y la de salida. ¿qué cantidad equivalente se pierde en kilocalorías? Datos: ecuación: m=900kg Ec=12mv2 Vo=20m/s Solución: Ec=12900kg(20m/s)2 CONVERSION: 1cal=4. Posteriormente. a 150 °C y 1 bar con agua fría a 5 °C para tener agua caliente agradable a 50 °C? ¿Cuánta agua fría necesitaremos para mezclar con cada kg de vapor para obtener el agua caliente deseada? (S – 2.9) a) Una turbina adiabática dilata (expande) vapor de agua a 900 F y 500psia a 340F y 50psia. supóngase en la parte b. El CO2 entra la compresora a 1 atm (14. operando la salida de la válvula de expansión por debajo del punto triple. en cualquier momento dado. si las condiciones de entrada de vapor y el índice de flujo no cambian? (SVN-7.11) Un tanque perfectamente aislado.17) El aire en un cilindro de 10 ft3 se encuentra inicialmente a una presión de 10 atm y una temperatura de 330K. Determinar la fracción de CO2 solidificado. la temperatura del CO2 sólido y el trabajo requerido para la compresión adiabática. distribuida entre las fases líquida y vapor. El cilindro se debe vaciar al abrir una válvula y dejar que la presión se caiga a la de la atmósfera. X X (L-13. con volumen igual a 70 m³. pero el agua caliente es el problema. . ¿Cuáles serán la temperatura y la masa del gas en el cilindro si la operación se realiza: a) de modo que se mantenga la temperatura del gas a 330 K? b) En un cilindro bien aislado? Para simplificar.000 kg de agua a 25°C. Tenemos agua fría. ¿cuál es el índice de flujo del vapor por la turbina? b) Si por una rotura del aislamiento térmico que envuelve a la turbina escapa calor a 25 BTU por libra de vapor. ¿cuál será el caballaje de fuerza desarrollado por la turbina.36) ¿Cuál es la calidad de amoniaco saliendo de una válvula a 2 bars (30 psia) si entra como líquido saturado a 27C (80F)? (D – 4. El gas es ideal y Cp = 7 BTU/lb-molF.4) Planeamos construir un baño y una bañera caliente para los empleados de nuestra planta química. que el proceso ocurre con rapidez suficiente para que no haya transferencia de calor entre las paredes del cilindro y el gas. se expande en una válvula hasta 1 atm y únicamente se pasa el vapor por un intercambiador donde se regresa hasta 21C (70F). y el vapor que sale está a 300 F y 50psia. ¿Qué tal mezclar vapor de desecho sobrecalentado.38) Se utiliza un proceso tipo Linde para solidificar dióxido de carbono. contiene 23. (S – 2. Después. Si la turbina genera 1000hp. pasa por un intercambiador (presión constante) que reduce su temperatura hasta 32C (90F). Se admite vapor saturado a 1100 kPa dentro del tanque hasta que la presión alcanza 700 kPa (considerar que sigue siendo una mezcla líquido-vapor).7 psia) y 21C (70F) y sale a 123 atm (1800 psia) y 500F (260C).b) Desarrolle una expresión para la temperatura del fluido en el tanque. ¿Cuál es la masa del vapor agregado? (D – 4. 29) Un tanque de 1. b) el método de Estados Correspondientes y c) gas ideal.19) Se expande irreversible e isotérmicamente el Freón 12 a 82C (180F) desde 20 atm (300 psia) hasta 2.10) Una locomotora a vapor sin fogón es empleada para arrastrar vagones en una planta de explosivos. Compare sus respuestas. La operación de relleno ocurre muy rápidamente. Se ha de mantener en reserva una cantidad suficiente de cilindros de gas para suministrar 25 200 kcal/h durante 24 h. b) La ley de estados correspondientes. La corriente 2 está a 20 psia y 400ºF y tiene un caudal igual a la tercera parte del flujo de entrada. (B-4. Si el metano produce 97 200 kcal/kmol al quemarse y se entrega en cilindros de 56.000 ft ³ [28. como combustible de emergencia para el sistema de calefacción de una planta que normalmente usa gas natural (compuesto en gran parte por metano). Una válvula en la línea de alimentación es abierta hasta que ya no fluye más vapor al tanque. Calcular el trabajo en el proceso. De la turbina salen dos corrientes. Si el trabajo que se obtiene de la turbina es de 55 hp.4 atm (35 psia). Se le conecta entonces a una línea de suministro que lleva vapor de agua de 800 psia y 520ºF.(B-3. Entrada 1 3 .16 m³] de n-butano líquido en equilibrio con su vapor a 77°F [25°C]. en cilindros a presión.62 lt a 204 atm y 21C. Al terminar el recorrido dado.32 m³] contiene 500 ft ³ [14. La locomotora tiene un tanque bien aislado de 100 ft3. añadiendo 36 kcal/kg (20 Btu/lb) de calor. Usando las tablas de vapor de agua (y con las suposiciones adoptadas). utilizando a) las tablas de propiedades. Se encuentra que la temperatura después de la expansión es 240F. (D – 5. Este tanque es cargado periódicamente con vapor de agua de alta presión el que es usado para impulsar la máquina hasta que el tanque queda vació. determinar la cantidad de vapor en el tanque antes de proceder al relleno. estimar la pérdida de calor de turbina en Kcal/h. En seguida es cerrada la válvula.5) La turbina de la figura produce trabajo expandiendo 1000 lb/h de vapor de agua cuyas condiciones iniciales son de 500 psia y 700ºF. La corriente 3 pasa través de una válvula de estrangulación y es expandida hasta 1 atm.4 atm [2. (SVN-3. ¿cuántos cilindros deben ser mantenidos en reserva? Obtener predicciones en cada una de las siguientes ecuaciones de estado: a) Ecuación del gas ideal.43 bar]. el tanque contiene vapor saturado a la presión atmosférica. Hágase una buena estimación de la masa del nbutano vapor en el tanque. (B-4.13) Se ha sugerido el uso de metano. La presión vapor del n-butano a la temperatura dada es de 2. 6 atm = 0.2 (S – 4.925 = 112C = 40.16) En un tanque de 1 ft3 hay 40 libras de freón 12 a 150F.176 . Compare la predicción del método de los Estados Correspondientes para la presión en el tanque. Datos para el freón 12: Peso molecular Temperatura crítica Presión crítica ω = 120. con la que se obtiene utilizando las propiedades de la Figura (P vs H).