Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 4
agua es 4.18 kJ/kg · °C, y que durante el calentamiento se
puede ignorar el calor perdido del agua. Entonces, el tiempo
que tarda el agua en llegar a la temperatura indicada es
a) 5.9 min b) 7.3 min
c) 10.8 min d ) 14.0 min
e) 17.0 min
4-169 Un huevo ordinario tiene 0.1 kg de masa, y su calor
específico es 3.32 kJ/kg · °C; se introduce en agua hirviente a
95 °C. Si la temperatura inicial del huevo es 5 °C, la cantidad
máxima de calor transferido a él es
a) 12 kJ b) 30 kJ
c) 24 kJ d ) 18 kJ
e) infinita
4-170 Una manzana tiene 0.18 kg de masa, y su calor específico
promedio es 3.65 kJ/kg · °C; se enfría de 22 °C hasta
5 °C. La cantidad de calor transferido desde la manzana es
a) 0.85 kJ b) 62.1 kJ
c) 17.7 kJ d ) 11.2 kJ
e) 7.1 kJ
4-171 El calor específico de un gas ideal, a presión constante,
es c p 0.9 (2.7 10 4 )T (kJ/kg · K), estando T en
kelvin. Para este gas ideal, el cambio de entalpía durante un
proceso en el que la temperatura cambia de 27 a 147 °C, se
aproxima más a
a) 19.7 kJ/kg b) 22.0 kJ/kg
c) 25.5 kJ/kg d ) 29.7 kJ/kg
e) 32.1 kJ/kg
4-172 El calor específico de un gas ideal a volumen constante
es c v 0.7 (2.7 10 4 )T (kJ/kg · K), estando T
en kelvin. El cambio de energía interna para este gas ideal,
cuando tiene un proceso en el que la temperatura cambia de
27 a 127 °C se aproxima más a
a) 70 kJ/kg b) 72.1 kJ/kg
c) 79.5 kJ/kg d ) 82.1 kJ/kg
e) 84.0 kJ/kg
4-173 Un gas ideal tiene una constante de gas R = 0.3 kJ/
kg · K, y el calor específico a volumen constante es c v = 0.7
kJ/kg · K. Si el gas tiene un cambio de temperatura de 100
°C, elija la respuesta correcta para cada una de los siguientes
casos:
1. El cambio en entalpía es, en kJ/kg,
a) 30 b) 70 c) 100
d) Información insuficiente para determinarlo.
2. El cambio en la energía interna es, en kJ/kg,
a) 30 b) 70 c) 100
d) Información insuficiente para determinarlo.
3. El trabajo realizado es, en kJ/kg,
a) 30 b) 70 c) 100
d) Información insuficiente para determinarlo.
4. La transferencia de calor es, en kJ/kg,
a) 30 b) 70 c) 100
d) Información insuficiente para determinarlo.
5. El cambio en el producto presión-volumen es, en kJ/kg
a) 30 b) 70 c) 100
d) Información insuficiente para determinarlo.
4-174 Un gas ideal se somete a un proceso de temperatura
constante (isotérmico) en un sistema cerrado. La transferencia
de calor y el trabajo son, respectivamente,
a) 0, –c v ΔT b) c v ΔT, 0
c) c p ΔT, RΔT d) R ln(T 2 /T 1 ), R ln(T 2 /T 1 )
4-175 Un gas ideal se somete a un proceso de volumen
constante (isocórico) en un sistema cerrado. La transferencia
de calor y el trabajo son, respectivamente,
a) 0, –c v ΔT b) c v ΔT, 0
c) c p ΔT, RΔT d) R ln(T 2 /T 1 ), R ln(T 2 /T 1 )
4-176 Un gas ideal se somete a un proceso de presión constante
(isobárico) en un sistema cerrado. La transferencia de
calor y el trabajo son, respectivamente,
a) 0, –c v ΔT b) c v ΔT, 0
c) c p ΔT, RΔT d) R ln(T 2 /T 1 ), R ln(T 2 /T 1 )
4-177 Un gas ideal se somete a un proceso de entropía constante
(isentrópico) en un sistema cerrado. La transferencia de
calor y el trabajo son, respectivamente,
a) 0, –c v ΔT b) c v ΔT, 0
c) c p ΔT, RΔT d) R ln(T 2 /T 1 ), R ln(T 2 /T 1 )
Problemas de diseño, ensayo y experimentación
4-178 Para almacenar energía en recipientes rígidos se usan
gases comprimidos y líquidos que cambian de fase. ¿Cuáles
son las ventajas y desventajas en cada uno de esos casos, como
medio de almacenar energía?
4-179 Alguien sugirió que el dispositivo de la figura P4-179
se use para aplicar la fuerza máxima F contra el resorte, cuya
constante de resorte es k. Eso se obtiene cambiando la temperatura
de la mezcla de líquido y vapor en el recipiente. Debe
usted diseñar ese sistema para cerrar cortinas que bloqueen
el sol en las ventanas, donde se requiere una fuerza máxima
de 0.5 lbf. El émbolo se debe mover 6 pulgadas para cerrar
las cortinas por completo. Opta usted por usar R-134a como
fluido de trabajo, y disponer el recipiente de vapor húmedo
de tal modo que la temperatura cambie de 70 °F, cuando está
nublado, hasta 100 °F, cuando la ventana está expuesta a pleno
Vapor
Líquido
F
D
FIGURA P4-179