Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 1
que son expresiones matemáticas exactas del enunciado del problema con x
y y las cuales denotan a los números desconocidos. La solución para este
problema de dos ecuaciones no lineales con dos incógnitas se obtiene con un
clic en el ícono de la “calculadora” en la barra de tareas
x 5 y y 1
Comentario Observe que todo lo que se hizo fue formular el problema como
se habría hecho en papel; el EES se ocupa de los detalles matemáticos de
la solución. Observe también que estas ecuaciones pueden ser lineales o no
lineales, y que se pueden introducir en cualquier orden ubicando las incógnitas
en cualquier lado. Los programas amigables para resolver ecuaciones como
el EES permiten al usuario centrar la atención en la física del problema sin
tener que preocuparse acerca de las complejidades matemáticas relacionadas
con la solución del sistema resultante de ecuaciones.
Aceite
EJEMPLO 1-12 Análisis de un manómetro de varios fluidos
con el EES
Aire
1
Considere el manómetro de varios fluidos analizado en el ejemplo 1-7 y presentado
en la figura 1-66. Determine la presión de aire en el recipiente por
medio del EES y también determine cuál sería la altura diferencial del fluido
h 3 para la misma presión de aire si el mercurio en la última columna se reemplazara
por agua de mar con una densidad de 1 030 kg/m 3 .
Agua
h 1
h 2
h 3
2
Solución La presión en un recipiente de agua se mide con un manómetro
de varios fluidos. Por medio del EES se determinará la presión de aire en el
recipiente y la altura diferencial del fluido h 3 si el mercurio se reemplaza por
agua de mar.
Análisis Se ejecuta el programa EES con doble clic sobre su ícono, se abre
un nuevo archivo y se escribe sobre la pantalla en blanco (la presión atmosférica
se expresa en Pa para tener consistencia de unidades):
g=9.81
Patm=85600
h1=0.1; h2=0.2; h3=0.35
rw=1000; roil=850; rm=13600
P1+rw*g*h1+roil*g*h2-rm*g*h3=Patm
Mercurio
FIGURA 1-66
Esquema para el ejemplo 1-12.
Aquí P 1 es la única incógnita y se determina mediante el EES como
P 1 = 129647 Pa ≅ 130 kPa
lo cual es idéntico al resultado antes obtenido. La altura de la columna de
fluido h 3 cuando el mercurio se reemplaza por agua de mar se determina
fácilmente al sustituir “h30.35” por “P1129647” y “r m13600” por
“r m1030”, y dar doble clic en el símbolo que representa una calculadora.
Se obtiene
h 3
4.62 m
Comentario Observe que la pantalla se utilizó como una hoja de papel y se
escribió de manera organizada la información pertinente junto con las relaciones
aplicables, mientras que el programa EES hizo el resto. Las ecuaciones
se pueden escribir en líneas separadas o en la misma línea separándolas con
puntos y comas, insertando líneas en blanco o comentarios para lograr legibilidad.
El EES facilita hacer preguntas del tipo “¿qué pasa si…?” y llevar a cabo
estudios paramétricos.
El EES también tiene la capacidad de comprobar en las ecuaciones la consistencia
de las unidades si éstas se suministran junto con valores numéricos.