Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 7
7-26 En el problema anterior, suponga que el calor se
transfiere del depósito frío al caliente, en forma contraria a
la expresión de Clausius de la segunda ley. Pruebe que esto
viola el principio del incremento de entropía, como debe ser
de acuerdo con Clausius.
7-27 Una bomba de calor completamente reversible produce
calor a razón de 300 kW para calentar una casa que se mantiene
a 24 °C. El aire exterior, que está a 7 °C, sirve como
fuente. Calcule la tasa de cambio de entropía de los dos depósitos
y determine si esta bomba de calor satisface la segunda
ley de acuerdo con el principio de incremento de entropía.
7-31E 2 lbm de agua a 300 psia llenan un dispositivo
de cilindro-émbolo, cuyo volumen es 2.5 pies 3 . El agua se
calienta luego a presión constante hasta que la temperatura
llega a 500 °F. Determine el cambio resultante en la entropía
total del agua. Respuesta: 0.474 Btu/R
7-32 Un recipiente rígido bien aislado contiene 5 kg de un
vapor húmedo de agua a 150 kPa. Inicialmente, tres cuartas
partes de la masa se encuentra en la fase líquida. Un calentador
de resistencia eléctrica colocado en el recipiente se
enciende ahora y se mantiene encendido hasta que todo el
líquido del recipiente se vaporiza. Determine el cambio de
entropía del vapor durante este proceso. Respuesta: 19.2 kJ/K
24 °C
BC
300 kW
·
W entrada
·
Q L
7 °C
FIGURA P7-27
7-28E Durante el proceso isotérmico de rechazo de calor en
un ciclo Carnot, el fluido de trabajo experimenta un cambio
de entropía de 0.7 Btu/R. Si la temperatura del sumidero
térmico es de 95 °F, determine a) la cantidad de transferencia
de calor, b) cambio de entropía del sumidero y c) el cambio
total de entropía para este proceso.
Respuestas: a) 388.5 Btu; b) 0.7 Btu/R; c) 0
FIGURA P7-32
7-33 Un recipiente rígido está dividido en dos partes
iguales por una pared. Una parte del recipiente
contiene 2.5 kg de agua líquida comprimida a 400 kPa y 60 °C,
mientras la otra parte se vacía. La pared se quita ahora y el
agua se expande para llenar todo el tanque. Determinar el cambio
de entropía del agua durante este proceso, si la presión
final en el recipiente es 40 kPa. Respuesta: 0.492 kJ/K
Calor
Sumidero
95 °F
95 °F
Máquina térmica de Carnot
FIGURA P7-28E
2.5 kg
líquido
comprimido
400 kPa
60 °C
Vacío
7-29 Entra refrigerante 134a en los serpentines del evaporador
de un sistema de refrigeración como un vapor húmedo
a una presión de 160 kPa. El refrigerante absorbe 180 kJ de
calor del espacio enfriado, que se mantiene a 5 °C, y sale
como vapor saturado a la misma presión. Determine a) el
cambio de entropía del refrigerante, b) el cambio de entropía
del espacio enfriado y c) el cambio de entropía total para este
proceso.
Cambios de entropía de sustancias puras
7-30C Un proceso que es internamente reversible y adiabático
¿es necesariamente isentrópico? Explique.
FIGURA P7-33
7-34 Reconsidere el problema 7-33 usando software
EES (u otro), evalúe y grafique la entropía generada
como función de la temperatura del entorno y determine
los valores de las temperaturas del entorno que son válidas
para este problema. Suponga que las temperaturas del entorno
varían de 0 a 100 °C. Explique sus resultados.
7-35E Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 2 lbm de
refrigerante 134a a 120 psia y 100 °F. El refrigerante se enfría