Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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ANÁLISIS DE MASA Y ENERGÍA
5 kg/s. Si la temperatura de salida del aire caliente es 20 °C,
la temperatura de salida del agua fría es
a) 27 °C b) 32 °C
c) 52 °C d) 85 °C
e) 90 °C
5-205 Se usa un intercambiador de calor para calentar agua
fría a 15 °C que entra a una razón de 2 kg/s, mediante aire
caliente a 185 °C que entra a una razón de 3 kg/s. El intercambiador
de calor no está aislado y pierde calor a razón de
25 kJ/s. Si la temperatura de salida del aire caliente es 20 °C,
la temperatura de salida del agua fría es
a) 28 °C b) 35 °C
c) 38 °C d) 41 °C
e) 80 °C
5-206 Un intercambiador de calor adiabático se usa para calentar
agua fría a 15 °C que entra a razón de 5 kg/s mediante
agua caliente a 90 °C que entra a razón de 4 kg/s. Si la temperatura
de salida del agua caliente es 50 °C, la temperatura de
salida del agua fría es
a) 42 °C b) 47 °C
c) 55 °C d) 78 °C
e) 90 °C
5-207 En una ducha, el agua fría a 10 °C que fluye con un
flujo de 5 kg/min se mezcla con agua caliente a 60 °C que
fluye con un flujo de 2 kg/min. La temperatura de salida de
la mezcla es
a) 24.3 °C b) 35.0 °C
c) 40.0 °C d) 44.3 °C
e) 55.2 °C
5-208 En un sistema de calefacción, el aire frío del exterior,
a 7 °C, que fluye a razón de 4 kg/min, se mezcla adiabáticamente
con aire caliente a 70 °C que fluye a razón de 3 kg/
min. La temperatura de salida de la mezcla es
a) 34 °C b) 39 °C
c) 45 °C d) 63 °C
e) 77 °C
5-209 Los gases calientes de combustión (cuyas propiedades
se aproximan bastante bien con las propiedades del aire a
temperatura ambiente) entran a una turbina de gas a 1 MPa y
1.500 K con un flujo de 0.1 kg/s, y salen a 0.2 MPa y 900 K.
Si se pierde calor de la turbina al entorno a razón de 15 kJ/s,
la potencia desarrollada por la turbina de gas es
a) 15 kW b) 30 kW
c) 45 kW d) 60 kW
e) 75 kW
5-210 Se expande vapor en una turbina de 4 MPa y 500 °C
a 0.5 MPa y 250 °C, a razón de 1.350 kg/s. Se pierde calor de
la turbina a razón de 25 kJ/s durante el proceso de expansión.
La potencia desarrollada por la turbina es
a) 157 kW b) 207 kW
c) 182 kW d) 287 kW
e) 246 kW
5-211 Un compresor adiabático comprime vapor de agua de
0.2 MPa y 150 °C a 0.8 MPa y 350 °C, a razón de 1.30 kg/s.
La potencia consumida por el compresor es
a) 511 kW b) 393 kW
c) 302 kW d) 717 kW
e) 901 kW
5-212 Un compresor comprime refrigerante 134a del estado
de vapor saturado a 0.14 MPa a 0.9 MPa y 60 °C, a razón de
0.108 kg/s. El refrigerante se enfría a razón de 1.10 kJ/s
durante la compresión. La potencia consumida por el compresor
es
a) 4.94 kW b) 6.04 kW
c) 7.14 kW d) 7.50 kW
e) 8.13 kW
5-213 En una turbina adiabática se expande refrigerante
134a de 1.2 MPa y 100 °C a 0.18 MPa y 50 °C, a razón de
1.25 kg/s. La potencia desarrollada por la turbina es
a) 44.7 kW b) 66.4 kW
c) 72.7 kW d) 89.2 kW
e) 112.0 kW
5-214 Refrigerante 134a a 1.4 MPa y 90 °C se estrangula a
una presión de 0.6 MPa. La temperatura del refrigerante después
de la estrangulación es
a) 22 °C b) 56 °C
c) 82 °C d) 80 °C
e) 90 °C
5-215 Aire a 27 °C y 5 atm se estrangula por una válvula a
1 atm. Si la válvula es adiabática y el cambio en energía cinética
es despreciable, la temperatura de salida del aire será
a) 10 °C b) 15 °C
c) 20 °C d) 23 °C
e) 27 °C
5-216 Vapor de agua a 1 MPa y 300 °C se estrangula adiabáticamente
a una presión de 0.4 MPa. Si el cambio en energía
cinética es despreciable, el volumen específico del vapor
después de la estrangulación es
a) 0.358 m 3 /kg b) 0.233 m 3 /kg
c) 0.375 m 3 /kg d) 0.646 m 3 /kg
e) 0.655 m 3 /kg
5-217 Se debe calentar aire, de una manera estacionaria, en
un calentador de resistencia eléctrica de 8 kW mientras fluye
por un conducto aislado. Si el aire entra a 50 °C a razón de 2
kg/s, la temperatura de salida de aire es
a) 46.0 °C b) 50.0 °C
c) 54.0 °C d) 55.4 °C
e) 58.0 °C
5-218 Vapor saturado de agua a 40 °C se condensa al fluir
por un tubo a razón de 0.20 kg/s. El condensado sale del tubo
como líquido saturado a 40 °C. La tasa de transferencia de
calor del tubo es
a) 34 kJ/s b) 481 kJ/s c) 2.406 kJ/s
d) 514 kJ/s e) 548 kJ/s