Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
Dato: temperatura del aire en Denver
Por determinar: densidad del aire
Información faltante: presión
atmosférica
Suposición #1: considere P = 1 atm
(Inapropiado: ignora el efecto
de la altitud. Causará un error
de más de 15 por ciento)
Suposición #2: considere P = 0.83 atm
(Apropiado: ignora sólo efectos
menores, como el clima)
FIGURA 1-62
Las suposiciones hechas mientras se
resuelve un problema de ingeniería
deben ser razonables y justificables.
Paso 3: suposiciones y aproximaciones
Enuncie las suposiciones y aproximaciones adecuadas para simplificar el problema
con la finalidad de que sea posible obtener la solución. Considere valores
razonables para las cantidades restantes que son necesarias; por ejemplo,
en ausencia de datos específicos para la presión atmosférica, ésta se puede
tomar como una atmósfera. Sin embargo, debe considerarse en el análisis que
la presión atmosférica disminuye con el aumento de la elevación. Por ejemplo,
se reduce a 0.83 atm en Denver (elevación 1 610 m) (Fig. 1-62).
Paso 4: leyes físicas
Aplique las leyes físicas y principios básicos pertinentes (como la conservación
de la masa) y redúzcalas a su forma más simple utilizando las consideraciones
hechas. Sin embargo, la región a la cual se aplica la ley física se debe
identificar primero de manera clara; por ejemplo, el incremento en la velocidad
del aire que fluye por una tobera se analiza aplicando la conservación de
masa entre la entrada y la salida de la tobera.
Paso 5: propiedades
Determine las propiedades desconocidas en estados conocidos necesarias para
resolver el problema a partir de relaciones o tablas de propiedades. Anote por
separado las propiedades e indique su fuente, si es el caso.
Paso 6: cálculos
Sustituya las cantidades conocidas en las relaciones simplificadas y lleve a
cabo los cálculos para determinar las incógnitas. Ponga especial atención en
las unidades y las eliminaciones de éstas y recuerde que una cantidad dimensional
sin una unidad carece de sentido. También, no dé una implicación falsa
de alta precisión al copiar todos los dígitos que aparecen en la pantalla de la
calculadora, sino que redondee los resultados a un número apropiado de dígitos
significativos.
Uso de energía:
Energía ahorrada
por aislamiento:
¡IMPOSIBLE!
$80/año
$200/año
FIGURA 1-63
Debe comprobarse que los resultados
obtenidos de un análisis de ingeniería
expresan sensatez.
Paso 7: razonamiento, comprobación y análisis
Compruebe para asegurarse de que los resultados obtenidos son razonables e
intuitivos, y corrobore la validez de las suposiciones cuestionables. Repita los
cálculos cuando obtenga como resultado valores poco razonables; por ejemplo,
aislar un calentador de agua que gasta $80 de gas natural al año no puede
dar como resultado ahorros de $200 al año (Fig. 1-63).
Señale también el significado de los resultados y analice sus implicaciones.
Exprese las conclusiones posibles y cualquier recomendación que se pueda
hacer a partir de éstas. Subraye las limitaciones en las que son aplicables los
resultados y realice prevenciones contra cualquier mala interpretación y uso
inadecuado de los resultados en situaciones donde las suposiciones subyacentes
no tienen aplicación. Por ejemplo, si determina que envolver un calentador
de agua con una camisa de aislamiento de $20 reducirá el costo de la energía
en $30 al año, indica que el aislamiento se paga por sí mismo con la energía ahorrada
en menos de un año. Sin embargo, también indica que en el análisis no
se consideran los costos de mano de obra, lo cual será el caso si usted mismo
instala el aislamiento.