Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 2
2-144 El tejado de una casa con calefacción eléctrica mide
7 m de longitud, 10 m de ancho y 0.25 m de espesor. Es una
losa plana de concreto, cuya conductividad térmica es 0.92
W/m · °C. Durante cierta noche invernal, se miden las temperaturas
interna y externa del tejado, y son 15 °C y 4 °C, respectivamente.
La tasa promedio de pérdida de calor a través
del tejado, durante la noche, fue
a) 41 W b) 177 W c) 4 894 W d) 5 567 W
e) 2 834 W
Problemas de diseño y ensayo
2-145 Realice una investigación donde revise los conceptos
de contaminación térmica y su estado actual.
2-146 Un vehículo promedio adiciona a la atmósfera casi 20
lbm de dióxido de carbono por cada galón de combustible que
consume, por lo que una cosa que se puede hacer para reducir
el calentamiento global es comprar un vehículo con mayor
economía de combustible. En una publicación gubernamental,
en Estados Unidos, se dice que un vehículo que da 25, en
lugar de 20, millas por galón, descargará 10 toneladas menos
de dióxido de carbono a lo largo de su vida útil. Haga unas
suposiciones razonables y evalúe si esta afirmación es válida,
o es una gran exageración.
2-147 La energía solar que llega a la Tierra es, aproximadamente,
1,350 W/m 2 en el exterior de la atmósfera, y 950 W/m 2
a la superficie terrestre, en dirección normal a los rayos del sol,
y en un día despejado. Alguien está vendiendo paneles fotovoltaicos
de 2 m 3 m, afirmando que un solo panel puede satisfacer
las necesidades de electricidad en una vivienda. ¿Cómo
evalúa usted esa afirmación? Las celdas fotovoltaicas tienen
una eficiencia aproximada de conversión de 15 por ciento.
2-148 Calcule los precios del combustible para calefacción,
gas natural y electricidad donde usted vive, y determine el
costo de cada uno por kWh de energía suministrada a la casa,
en forma de calor. Revise sus cuentas de servicio, y determine
cuánto dinero gastó en calefacción durante el último enero.
También determine cuánto de su factura por calentamiento en
enero pagaría con cada uno de los sistemas de calefacción, si
tuviera usted instalado el último y más eficiente sistema de
cada uno de ellos.
2-149 Haga un informe sobre los sistemas de calefacción que
se ofrecen en su localidad para construcciones residenciales.
Describa las ventajas y desventajas de cada uno, y compare
sus costos iniciales y de operación. ¿Cuáles son los factores
más importantes para seleccionar un sistema de calefacción?
Redacte algunos lineamientos. Identifique las condiciones bajo
las cuales cada sistema sería la mejor opción en su localidad.
2-150 La eficiencia de un aparato se define como la relación
de la capacidad deseada obtenida entre el consumo requerido,
y esa definición se puede ampliar a campos no técnicos. Por
ejemplo, el desempeño de usted en este curso se puede considerar
como igual a la calificación que obtiene, en relación
con el esfuerzo que le dedica. Si ha empleado mucho tiempo
en este curso, y sus calificaciones no lo reflejan, su eficiencia
es mala. En ese caso, quizá deba usted encontrar el origen del
problema y cómo corregir el problema. Indique otras tres definiciones
de desempeño en campos no técnicos y descríbalas.
2-151 Una central eléctrica a veces bombea agua líquida
a un reservorio elevado durante periodos de bajo consumo
eléctrico. Esta agua se usa para generar electricidad durante
periodos en los que la demanda de electricidad excede la
capacidad de la central para producir electricidad. Explique
este procedimiento de almacenamiento de energía desde una
perspectiva de eficiencia de conversión, en comparación
con el almacenamiento de una sustancia de fase comprimida
variable.
2-152 Algunos ingenieros han sugerido que se puede usar
aire comprimido en tanques para impulsar vehículos personales
de transporte. La tecnología actual del aire comprimido
permite comprimir y almacenar en forma segura aire hasta
4 000 psia. Los tanques de materiales compuestos requieren
unas 10 lbm de material de construcción por cada pie cúbico
de gas almacenado. Se requiere aproximadamente 0.01 hp por
libra de peso del vehículo, para moverlo a una velocidad de 30
millas por hora. ¿Cuál es la distancia máxima a la cual este
vehículo podría desplazarse? Sólo tenga en cuenta el peso de
los tanques, y suponga que la conversión de la energía del
aire comprimido es perfecta.