Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 4
4-110 Dos amigos entran diariamente a un restaurante de
hamburguesas para almorzar. Uno pide sándwich doble, papas
fritas grandes y Coca grande (1600 calorías en total), y el
otro pide sándwich simple, papas fritas normales y una Coca
pequeña (total de calorías 800). Si esos dos amigos se parecen
mucho en todo lo demás, y tienen la misma tasa metabólica,
determine su diferencia de pesos al cabo de un año.
4-111E Una persona pesa 150 lb, y entra a un restaurante y
pide sándwich de carne asada chico (270 Cal) y otro de carne
asada grande (410 Cal), junto con una lata con 12 onzas de
bebida de Cola (150 Cal). Una persona quema 400 Calorías
por hora al subir las escaleras. Determine cuánto tiempo debe
subir escaleras esta persona para quemar las calorías de su
comida.
4-112 Una persona come un sándwich grande (530 Cal) y
otra, uno gigante (640 Cal), mientras que una tercera persona
come 50 aceitunas con papas fritas normales (350 Cal) como
almuerzo. Determine quién consume más calorías. Una aceituna
contiene unas 5 Calorías.
4-113 Un hombre pesa 100 kg, y decide bajar 10 kg sin
bajar su consumo de 4000 Calorías diarias. En lugar de ello
comienza a nadar, a bailar, a trotar y a andar en bicicleta, cada
actividad durante una hora diaria. Duerme o se relaja durante
el resto del día. Determine cuánto tardará en perder 10 kg.
4-114 Muchos restaurantes de comida rápida ofrecen hamburguesas,
papas fritas y soda en tamaños gigantes, a precios
de ganga; pero el costo de los tamaños gigantes puede
ser 1.000 calorías adicionales. Determine cuánto peso adicional
puede adquirir mensualmente una persona comiendo un
tamaño gigante diariamente.
4-115E El intervalo de peso saludable para los adultos se
suele expresar en función del índice de masa corporal (IMC),
que se define, en unidades SI, como sigue:
IMC W 1kg2
H 2 1m 2 2
donde W es el peso (en realidad, la masa) de la persona, en
kg, y H su altura, en m; el intervalo de peso saludable es 19
IMC 25. Convierta esta fórmula a unidades inglesas, de
tal manera que el peso esté en libras y la altura en pulgadas.
También, calcule su propio IMC; si no está en el intervalo
saludable, determine cuántas libras (o kg) necesita ganar o
perder para estar en buenas condiciones.
4-116 El índice de masa corporal (IMC) de una mujer de
1.60 m de altura, que suele almorzar 3 porciones grandes de
pizza de queso y una Coca de 400 mL, es 30. Decide entonces
cambiar su almuerzo a 2 porciones grandes de pizza y una
Coca de 200 mL. Suponiendo que el déficit de ingestión de
calorías se compensa quemando grasa corporal, determine
cuánto tiempo tardará el IMC de ella en bajar a 20. Use los
datos del texto de contenido calórico, y suponga que el contenido
de energía metabolizable en 1 kg de grasa corporal es
33,100 kJ. Respuesta: 463 días
Problemas de repaso
4-117 ¿Tiene significado el concepto de calor específico (a
volumen constante o a presión constante) para sustancias que
experimentan un cambio de fase? ¿Por qué sí o por qué no?
4-118 Se calientan 10 kg de nitrógeno, de 20 °C a 250 °C.
Determine la cantidad de calor total necesaria cuando el proceso
es a) a volumen constante y b) isobárico.
4-119 Considere un salón de clase que pierde calor al exterior
a razón de 12 000 kJ/h. Si hay 40 estudiantes en la clase
y cada uno disipa calor sensible a razón de 84 W, determine si
es necesario encender el calefactor en el salón para evitar que
descienda la temperatura.
4-120E 2 lbm de aire está dentro de un recipiente rígido,
bien aislado, que contiene una rueda de paletas. El estado inicial
del aire es 30 psia y 60 °F. ¿Cuánto trabajo, en Btu, debe
transferir la rueda de paletas al aire, para elevar su presión a
40 psia? También, ¿cuál es la temperatura final del aire?
Aire
2 lbm
30 psia
60 °F
FIGURA P4-120E
W flecha
4-121 Se expande aire en un proceso politrópico con n = 1.5,
de 2 MPa y 300 °C a 80 kPa, en un dispositivo de cilindroémbolo.
Determine la temperatura final del aire.
4-122 Nitrógeno a 100 kPa y 25 °C se calienta en un recipiente
rígido hasta que su presión es 300 kPa. Calcule el trabajo
que se realiza y el calor que se transfiere durante este
proceso, en kJ/kg.
4-123 Un recipiente rígido bien aislado contiene 3 kg de
agua líquida saturada a 40 °C. El recipiente también contiene
una resistencia eléctrica que pasa 10 amperes cuando se le
aplican 50 volts. Determine la temperatura final en el recipiente,
cuando la resistencia ha estado trabajando durante 30
minutos. Respuesta: 119 °C
4-124 Deduzca una ecuación general para determinar el trabajo
producido por un gas ideal al pasar por un proceso politrópico
en un sistema cerrado, del estado inicial 1 al estado
final 2. Su resultado debe estar en función de la presión y
temperatura iniciales, y de la presión final, así como de la
constante R del gas y del exponente politrópico n.