Ejercicios Propuestos de Termodinámica: Semana 2, Ejercicios de Termodinámica

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Universidad UTODR= del Perú Ejercicios propuestos Semana 2 1. El sistema cilindro pistón presentado en la figura consta de dos compartimientos. El compartimiento “A” de 10 litros está lleno de agua con una calidad de 85%, adicionalmente está conectado a una línea de vapor a través de una válvula inicialmente cerrada. El compartimiento “B” contiene 10 litros de octano con un volumen específico inicial de 0,3m/kg, adicionalmente presenta un resorte lineal soldado a la pared izquierda del cilindro con k = 50kN/m y su posición de equilibrio es a 10 cm de la pared izquierda. El sistema se encuentra en equilibrio a una presión manométrica de 150 kPa, se abre la válvula para que entre vapor al compartimiento A hasta que la presión manométrica final del octano es de 400 kPa y el volumen específico del agua es 0,25 mkg. Considerando que el agua sigue un proceso isotérmico, sabiendo que el pistón es adiabático y tiene un diámetro de 30 cm, determine: a. La masa de vapor de agua que entró al sistema b. Los estados y procesos involucrados, para ambas sustancias c. Los diagramas P-v y T-v para el octano 10 cm Datos extras: K, = 50 N/m Posición de equilibro del resorte: 10 cm = 0,1m Pistón de masa despreciable y de diámetro 30 cm 2. En el sistema cilindro- pistón mostrado en la figura se tienen 40 kg de agua a una temperatura de -18 *C ocupando todo el volumen debajo el pistón, el cual inicialmente reposa sobre los topes inferiores, como se observa en la figura. Acoplado al cilindro se tiene un resorte de comportamiento lineal el cual tiene su posición de equilibrio a 26 m medidos desde la base del cilindro, la cual posee un área transversal de 0,005 rmY. Sabiendo lo anterior determine: a. La Presión inicial del agua (P1), ¿en qué fase se encuentra? b. Si se calienta en sistema hasta una temperatura de 180 “C, se observa que el pistón se eleva ligeramente. Determine la presión (P2) y la fase en la cual se encuentra el agua en dicho momento, C. Si se sigue calentado hasta que la calidad del sistema es del 2%, halle la temperatura (TS). ¿El pistón toca el resorte?