Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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CAPÍTULO 1
1-107E Regrese al problema 1-106E. Use el programa
EES (u otro) para graficar las temperaturas equivalentes
por enfriamiento de viento, en °F, en función de la
velocidad del viento, entre los límites de 4 a 40 mph, para temperaturas
ambiente de 20, 40 y 60 °F. Describa los resultados.
1-108 Un sistema de acondicionamiento de aire requiere un
tramo de ducto de 20 m de longitud y de 15 cm de diámetro,
que debe colocarse bajo el agua. Determine la fuerza dirigida
hacia arriba que el agua ejercerá sobre el ducto. Suponga que
las densidades del aire y del agua son 1.3 kg/m 3 y 1 000 kg/m 3 ,
respectivamente.
1-109 Con frecuencia, los globos se llenan con gas helio,
porque sólo pesa la séptima parte de lo que pesa el aire bajo
condiciones idénticas. La fuerza de flotación, que se puede
expresar como F b r aire gV globo , impulsará de subida al globo.
Si el globo tiene 12 m de diámetro y lleva dos personas de
85 kg cada una, determine su aceleración al soltarlo. Suponga
que la densidad del aire es 1.16 kg/m 3 y desprecie el peso de
sogas y la canastilla. Respuesta: 22.4 m/s 2
Helio
D = 12 m
r He = 1 r
7 aire
Aceite
DR = 0.85
Agua
r = 1 000 kg/m 3
FIGURA P1-112
h = 10 m
1-113 Un dispositivo cilindro-émbolo vertical contiene un
gas a una presión absoluta de 180 kPa. La presión atmosférica
exterior es 100 kPa, y el área del émbolo es de 25 cm 2 . Determine
la masa del émbolo.
1-114 Una olla de presión cuece mucho más rápidamente
que una olla ordinaria manteniendo una presión y una temperatura
más altas en el interior. La tapa de una olla de presión
está bien sellada, y el vapor sólo puede escapar por una
abertura en medio de la tapa. Una pieza separada de metal, la
válvula de purga, está encima de esta abertura, y evita que el
vapor se escape hasta que la fuerza de la presión vence al peso
de la válvula de purga. El escape periódico del vapor evita
de esta manera cualquier acumulación peligrosa de presión, y
mantiene la presión interna a un valor constante. Determine la
masa de la válvula de purga de una olla de presión cuya presión
de operación es 100 kPa manométrica y tiene un área de
sección transversal de la abertura de 4 mm 2 . Suponga una presión
atmosférica de 101 kPa, y dibuje el diagrama de cuerpo
libre de la válvula de purga. Respuesta: 40.8 g
m = 170 kg
FIGURA P1-109
1-110 Reconsidere el problema 1-109. Usando software
EES (u otro), investigue el efecto del
número de personas que lleva el globo sobre la aceleración.
Grafique la aceleración contra el número de personas y explique
los resultados.
1-111 Determine la cantidad máxima de carga, en kg, que
puede llevar el globo descrito en el problema 1-109.
Respuesta: 900 kg
1-112 La mitad inferior de un contenedor cilíndrico de 10 m
de altura está llena de agua (r 1 000 kg/m 3 ), y la mitad
superior está llena de aceite, que tiene una densidad relativa
de 0.85. Determine la diferencia de presión entre la parte
superior y la inferior del cilindro. Respuesta: 90.7 kPa
P atm = 101 kPa
Olla de presión
FIGURA P1-114
Válvula de purga
A = 4 mm 2