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Mensaje |
deep.seba
Nivel 3
Edad: 34
Registrado: 21 Ago 2009
Mensajes: 25
Ubicación: Monte Grande
Carrera: Electrónica
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Buenass gente como andan? No se como resolver este problema de termodinamica que tengo, alguno tiene una idea de como se hace? ( es un sistema abierto a regimen no permanente )
En un cilindro y pistón ambos adiabáticos se encuentra encerrado una masa de aire a VI = 5 m3, PI = 330 Kpa y TI = 293 K.
La misma está conectada con una cañería a través de una válvula. Por la cañería circula aire a PC = 500 kPa y TC = 373 K.
Al momento de abrir la válvula ingresa una masa de aire de la cañería hasta que el sistema alcanza una presión de 500 kPa. Si el volumen final en el cilindro es VF = 10 m3 cuando el pistón alcanza las trabas, determinar:
a) Temperatura Final (TF).
b) Masa Entrante (ME).
c) Trabajo Pistón (WP).
Siendo CP del Aire 1,004 Kj/kg K; CV del Aire 0,718 Kj/kg K; R del Aire 0,287 Kj/kg K.
Gracias!
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Franzl
Nivel 7
Edad: 33
Registrado: 23 Ago 2011
Mensajes: 384
Carrera: Mecánica
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Los primeros dos puntos se resuelven utilizando la ecuación del primer principio de la termodinámica para un sistema abierto en régimen no permanente y la ecuación de los gases ideales:
Sistema abierto en régimen no permanente
![[tex]Q - W_f = \Delta U_{vc} + \Delta H[/tex]](images/latex/069dcec16b4de6a890d3867dd6ab9141365a5ff8_0.png "[tex]Q - W_f = \Delta U_{vc} + \Delta H[/tex]")
![[tex]Q - W_f = U_f - U_0 + m_s (h_s + {e_c}_s + {e_p}_s) - m_e (h_e + {e_c}_e + {e_p}_e)[/tex]](images/latex/7d4e731a3c2cb32af8379445faf7f6dd7cdda95b_0.png "[tex]Q - W_f = U_f - U_0 + m_s (h_s + {e_c}_s + {e_p}_s) - m_e (h_e + {e_c}_e + {e_p}_e)[/tex]")
En este ejercicio.. tenés intercambio de calor, trabajo de flecha (trabajo de un eje) o masa de salida?
No; por lo tanto todo esto se va. Tampoco se tiene diferencia de energía potencial o cinética. Raramente vas a tener algo de esto, pero te lo pongo como para que sepas que si tenés variación de alturas muy grandes o variaciones de velocidades lo tenés que incluir.
Te aclaro que ![[tex]W_f[/tex]](images/latex/a639612aced4655b6cfcd47e6739a5690fd15f73_0.png "[tex]W_f[/tex]") (trabajo de flecha) no es el trabajo total del sistema. Cuando utilizás la entalpía, en ella va a estar incluída el trabajo que realiza el fluido para ingresar al cilindro [/tex]](images/latex/c6c60adf72fd57a793e3c987edffdff156983112_0.png "[tex](pv)[/tex]") . Por lo tanto, en , solo te fijás si tenés algo como una turbina, un compresor, que realicen trabajo en un eje.
Entonces nos queda:
![[tex]0 = U_f - U_0 - m_e h_e [/tex]](images/latex/97108d6afe83a10d85268b34fb85582a75bd809f_0.png "[tex]0 = U_f - U_0 - m_e h_e [/tex]")
![[tex]m_f c_v T_f - m_0 c_v T_0 = m_e c_p T_e [/tex]](images/latex/c80ba2fd28422c9fa88390c39277dd8da38a4772_0.png "[tex]m_f c_v T_f - m_0 c_v T_0 = m_e c_p T_e [/tex]")
Ahí vas a tener una ecuación con dos incógnitas. Entonces utilizas la ecuación para gases ideales:
![[tex]P V = m R T[/tex]](images/latex/1827bfd89b52a348de92553cf26586032c8e7285_0.png "[tex]P V = m R T[/tex]")
y con eso sale el punto A y B.
Para el punto C solo te está pidiendo que hagas
![[tex]W_{piston}= P_{piston} (V_f - V_0 )[/tex]](images/latex/a19902df95626eaaf096b688cd5f3a115acaa25d_0.png "[tex]W_{piston}= P_{piston} (V_f - V_0 )[/tex]")
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