Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
1. ASHRAE, Handbook of Fundamentals, versión SI, Atlanta,
GA, American Society of Heating, Refrigerating, and
Air-Conditioning Engineers, Inc., 1993.
2. ASHRAE, Handbook of Refrigeration, versión SI, Atlanta,
GA, American Society of Heating, Refrigerating, and Air-
Conditioning Engineers, Inc., 1994.
3. A. Bejan, Advanced Engineering Thermodynamics, 2a.
ed., Nueva York, Wiley, 1997.
4. M. Kostic, Analysis of Enthalpy Approximation for Compressed
Liquid Water, IMECE 2004, ASME Proceedings,
ASME, Nueva York, 2004.
PROBLEMAS*
Sustancias puras, procesos de cambio de fase, diagramas
de propiedades
3-1C ¿Cuál es la diferencia entre líquido saturado y líquido
comprimido?
3-2C ¿Cuál es la diferencia entre vapor saturado y vapor
sobrecalentado?
3-3C ¿Hay diferencia entre las propiedades intensivas del
vapor saturado a determinada temperatura, y del vapor que
forma parte de un vapor húmedo a la misma temperatura?
3-4C Si aumenta la presión de una sustancia durante un proceso
de ebullición ¿aumentará también la temperatura, o permanecerá
constante? ¿Por qué?
3-5C ¿Por qué la temperatura y la presión son propiedades
interdependientes en la región de vapor húmedo?
3-6C ¿Cuál es la diferencia entre punto crítico y punto triple?
3-7C ¿Es posible tener vapor de agua a –10 °C?
3-8C Una señora cocina carne para su familia, en una cacerola
a) destapada, b) tapada con una tapa ligera y c) tapada
con una tapa pesada. ¿En cuál caso será más corto el tiempo
de cocinado? ¿Por qué?
3-9C ¿En qué difiere el proceso de ebullición a presiones
supercríticas del proceso de ebullición a presiones subcríticas?
Tablas de propiedades
3-10C Una olla con tapa que ajusta perfectamente, se pega
con frecuencia después de cocinar, y es muy difícil destaparla
* Los problemas marcados con “C” son preguntas de concepto, y se
exhorta a los estudiantes a contestarlas todas. Los problemas
marcados con una “E” están en unidades inglesas, y quienes
utilizan unidades SI pueden ignorarlos. Los problemas con un ícono
son de comprensión y se recomienda emplear un software como
EES para resolverlos.
cuando la olla se enfría. Explique por qué sucede eso, y qué
haría para quitar la tapa.
3-11C Se sabe bien que el aire caliente en un ambiente frío
sube. Ahora imagine una mezcla caliente de aire y gasolina,
en la parte superior de un recipiente con gasolina. ¿Cree usted
que esta mezcla sube en un ambiente más frío?
3-12C ¿Debe ser igual la cantidad de calor absorbido cuando
hierve 1 kg de agua saturada a 100 °C, a la cantidad de calor
desprendido cuando se condensa 1 kg de vapor húmedo a
100 °C?
3-13C ¿Tiene algún efecto el punto de referencia seleccionado
para una sustancia, sobre un análisis termodinámico?
¿Por qué?
3-14C ¿Cuál es el significado físico de h fg ? ¿Es posible
obtenerlo a partir de h f y h g ? ¿Cómo?
3-15C ¿Cambia h fg con la presión? ¿Cómo cambia?
3-16C ¿Es cierto que se necesita más energía para evaporar
1 kg de agua líquida saturada a 100 °C que a 120 °C?
3-17C ¿Qué es la calidad? ¿Tiene algún significado en la
región de vapor sobrecalentado?
3-18C ¿Qué proceso requiere más energía: evaporar por
completo 1 kg de agua líquida saturada a 1 atm de presión o
evaporar por completo 1 kg de agua líquida saturada a 8 atm
de presión?
3-19C ¿Se puede expresar la calidad de un vapor como la
relación del volumen ocupado por la fase vapor entre el volumen
total? Explique por qué.
3-20C En ausencia de tablas de líquido comprimido, ¿cómo
se determina el volumen específico de un líquido comprimido
a determinadas condiciones de P y T?
3-21C William Cullen fabricó hielo en Escocia, en 1775,
evacuando el aire en un recipiente con agua. Explique cómo
funciona ese proceso, y cómo se podría hacer más eficiente.