FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE
INGENIERÍA DE MINAS
PRACTICA DIRIGIDA DE QUÍMICA II PARA EL CUARTO EXAMEN
NOMBRE: …………………………………………………………………………………………… NOTA:
FECHA DE ENTREGA: Momento de evaluación del 4to examen.
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1. Considere una máquina térmica de Carnot, internamente reversible, que cuenta con
cambiadores de calor diseñados de forma que CH = 5kW/K y CL = 10kW/K. Funcionan entre una
fuente de temperatura alta a 700 oC y el ambiente a 25 oC. Las temperaturas en el ciclo de
Carnot se escogen de tal manera que el trabajo que se obtiene es el máximo. Determine el
trabajo real que se produce y la irreversibilidad.
2. Un compresor recibe aire en las condiciones del entorno 100kPa y 300 K. El aire sale a 400 kPa y
200 oC a razón de 2 kg/s. Determine el trabajo mínimo que se debe suministrar al compresor.
3. En un hospital se requiere un suministre de 15kg/s de vapor, a 100 kPa y 150 oC para hacer la
limpieza. Se dispone de vapor de una caldera a 150 kPa y 250 oC y de agua corriente a 100 kPa y
15 oC. Las dos fuentes se mezclan en una cámara de mezcla RPFE para generar el estado
deseado en la salida. Determine la irreversibilidad del proceso de la mezcla.
4. Considere un ciclo de Carnot ejecutado en un sistema cerrado con aire como fluido de trabajo.
La presión máxima en ciclo es 800 kPa y la temperatura máxima es 750 K. SI el decremento de
entropía durante el proceso de rechazo isotérmico de calor es 0,25 kJ/kg.K y la producción de
trabajo es de 100 kJ/kg. Determine:
a) La presión mínima del ciclo
b) El rechazo del calor el ciclo
c) La eficiencia térmica del ciclo
d) Si un ciclo real de máquina térmica opera entre los mismos límites de temperatura y
produce 5200 kW de potencia para un flujo de aire 90 kg/s. Determine la eficiencia
según la segunda ley en este ciclo.
5. Un ciclo de Carnot de gas ideal usa aire como fluido de trabajo, recibe calor de un depósito
térmico a 1027 oC, se repite 1500 veces por minuto y tiene una relación de compresión de 12.
La relación de compresión se define como la relación de volúmenes durante el proceso de
compresión isentrópica. Determine:
a) La temperatura máxima del depósito térmico de baja temperatura
b) La eficiencia térmica del ciclo
c) La cantidad de calor que se debe suministrar por ciclo si este dispositivo a de producir
500 Kw de potencia.
6. Considere un ciclo de Carnot ejecutado en sistema cerrado con 0,6 kg de aire. Los límites de
temperatura del ciclo son 300 K y 1100 K, y la presión mínima y máxima que ocurre durante el
ciclo son 20 y 3000 kPa. Suponiendo los calores específicos constantes. Determine la
producción neta de trabajo por ciclo.
7. Un motor de avión opera un ciclo de Brayton ideal simple con una relación de presión 10. Se
agrega calor al ciclo a razón de 500 Kw. El aire pasa a través del motor a razón de 1kg/s y el aire
al principio de compresión está a 70 Kpa y 0 oC. Determine la potencia producida por este
motor y su eficiencia térmica. Use calores específicos a temperatura ambiente.
8. Un trozo de 2 kg de hierro se calienta desde la temperatura ambiente a 400 oC por medio de
una fuente de calor a 600 oC. Cuál es la irreversibilidad en el proceso.
Ing. Hugo Mosqueira Estraver