cuestiones termodinamica | Apuntes de Termodinámica Aplicada

PreguntasdeTermodinámicaAplicada

1.DescribirundiagramaP,Teidentificarlacurvadesublimación,fusiónyvaporizaciónasí

comolosdistintosestadosseparadosporellas.

2.ConsiderarundiagramaP,Veidentificarlosdiferentesestadostermodinámicosseparados

porlalíneadesaturaciónenunaisotermaquecorteadichalínea.Indicarelpuntocríticola

isotermacríticaylosdiferentesestadosquesepara.

3.ConsiderarundiagramaT,Veidentificarlosdiferentesestadostermodinámicosseparados

porlalíneadesaturaciónenunaisobaraquecorteadichalínea.Indicarelpuntocríticola

isobaracríticaylosdiferentesestadosquesepara.

4.¿Quéeselfactordecompresibilidadyelprincipiodeestadoscorrespondientes?¿Quéesy

cómosedefinelagráficadelfactordecompresibilidadgeneralizado?

5.Ungasidealenundispositivocerradosufreunprocesodecompresiónpolitrópico.Deducir

laexpresióndeltrabajo.

6.Definirlaexpresióndelflujomásico,delflujovolumétricoyelprincipiodeconservaciónde

masaenflujounidimensional.

7.¿Quéesunsistemaestacionario?¿quésucedeconlosflujosdemasayenergíaenestos

sistemas?

8.EnunciarelsegundoprincipiodelaTermodinámicasegúnlaFormulacióndeClausiusy

segúnKelvin‐Planck.

9.¿Cuálessonlasirreversibilidadesqueincluyenlosprocesosirreversibles?

10.DeducirlaexpresióndelrendimientodeCarnotdeunamáquinatérmicayelcoeficientede

operacióndeuncicloderefrigeraciónydeunciclodebombadecalor.

11.DescribirsobreundiagramaP‐VunciclodeCarnotfrigoríficoodebombadecalor

realizadoporungasdescribiendolosprocesosquetienenlugarydefinirelcoeficientede

operaciónencadacaso(ylarelaciónquehayentreellos).

12.Justificarelenunciadodelsegundoprincipioquenosdicequelatemperatura0Kes

inalcanzableatravésdeladefinicióndelCOPdeCarnotdeunciclofrigorífico.

13.DescribirsobreundiagramaP‐VunciclodepotenciadeCarnotrealizadoporungas

describiendolosprocesosquetienenlugardefiniendoelrendimientodelmismo.

14.Mostrarlosprocesosdeexpansiónisoentrópicoyreal(deungas)enunaturbinautilizando

ungráficoh‐s.Definirelrendimientoisoentrópico.

15.Mostrarlosprocesosdecompresiónisoentrópicoyreal(deungas)enuncompresor

utilizandoungráficoh‐s.Definirelrendimientoisoentrópico.

16.Determinarlaexpresióndeltrabajointercambiadoporunaunidaddemasaenunproceso

politrópicoasupasoporunvolumendecontrol.

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Preguntas de Termodinámica Aplicada

Describir un diagrama P, T e identificar la curva de sublimación, fusión y vaporización así como los distintos estados separados por ellas.
Considerar un diagrama P, V e identificar los diferentes estados termodinámicos separados por la línea de saturación en una isoterma que corte a dicha línea. Indicar el punto crítico la isoterma crítica y los diferentes estados que separa.
Considerar un diagrama T, V e identificar los diferentes estados termodinámicos separados por la línea de saturación en una isobara que corte a dicha línea. Indicar el punto crítico la isobara crítica y los diferentes estados que separa.
¿Qué es el factor de compresibilidad y el principio de estados correspondientes? ¿Qué es y cómo se define la gráfica del factor de compresibilidad generalizado?
Un gas ideal en un dispositivo cerrado sufre un proceso de compresión politrópico. Deducir la expresión del trabajo.
Definir la expresión del flujo másico, del flujo volumétrico y el principio de conservación de masa en flujo unidimensional.
¿Qué es un sistema estacionario? ¿qué sucede con los flujos de masa y energía en estos sistemas?
Enunciar el segundo principio de la Termodinámica según la Formulación de Clausius y según Kelvin‐Planck.
¿Cuáles son las irreversibilidades que incluyen los procesos irreversibles?
Deducir la expresión del rendimiento de Carnot de una máquina térmica y el coeficiente de operación de un ciclo de refrigeración y de un ciclo de bomba de calor.
Describir sobre un diagrama P‐V un ciclo de Carnot frigorífico o de bomba de calor realizado por un gas describiendo los procesos que tienen lugar y definir el coeficiente de operación en cada caso (y la relación que hay entre ellos).
Justificar el enunciado del segundo principio que nos dice que la temperatura 0 K es inalcanzable a través de la definición del COP de Carnot de un ciclo frigorífico.
Describir sobre un diagrama P‐V un ciclo de potencia de Carnot realizado por un gas describiendo los procesos que tienen lugar definiendo el rendimiento del mismo.
Mostrar los procesos de expansión isoentrópico y real (de un gas) en una turbina utilizando un gráfico h‐s. Definir el rendimiento isoentrópico.
Mostrar los procesos de compresión isoentrópico y real (de un gas) en un compresor utilizando un gráfico h‐s. Definir el rendimiento isoentrópico.
Determinar la expresión del trabajo intercambiado por una unidad de masa en un proceso politrópico a su paso por un volumen de control.

Describir un ciclo ideal de compresión de vapor con un esquema y sobre un diagrama T‐s. Describir también los procesos que lo forman. Definir el COP de dicho ciclo.
Describir un ciclo en cascada con un esquema y sobre un diagrama T‐s. Describir también los procesos que lo forman. Definir el COP de dicho ciclo.
Describir un ciclo de compresión multietapa con un esquema y sobre un diagrama T‐s. Describir también los procesos que lo forman. Definir el COP de dicho ciclo.
Describir un ciclo de absorción con un esquema. Describir también los procesos que lo forman. Definir el COP de dicho ciclo.
Describir un ciclo Brayton de refrigeración con un esquema y sobre un diagrama T‐s. Describir también los procesos que lo forman. Definir el COP de dicho ciclo.
Describir un proceso de deshumidificación de aire húmedo con calentamiento. Realizar un esquema del proceso y definirlo sobre un diagrama psicrométrico.
Describir un proceso de enfriamiento evaporativo de aire húmedo. Realizar un esquema del proceso y definirlo sobre un diagrama psicrométrico.
Describir un proceso de mezcla de dos corrientes de aire húmedo. Realizar un esquema del proceso y definirlo sobre un diagrama psicrométrico.
Describir el proceso que tiene lugar en una torre de refrigeración. Apoyar la explicación con un esquema.
Definir los conceptos siguientes: ‐ Relación aire‐combustible. ‐ Dosado relativo. ‐ Poder comburívoro. ‐ Poder fumígeno. ‐ Límites de inflamabilidad.
Definir la entalpía de combustión y los poderes caloríficos superior e inferior de un combustible.
Definir la temperatura adiabática de llama y la ecuación a través de la cual se puede obtener.
Definir el concepto de saturador adiabático y cómo se puede utilizar analíticamente para determinar la temperatura húmeda del aire húmedo.
Enunciar las hipótesis asumidas en el modelo de gas ideal y justificar de qué variable o variables depende su entalpía. Explicar la diferencia, si existe, entre gases ideales y gases perfectos.

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