Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
Resorte
D 2
P 2
P 3
P 1
D 1
FIGURA P1-95
1-96 El piloto de un avión lee una altitud de 9 000 m y una
presión absoluta de 25 kPa cuando vuela sobre una ciudad.
Calcule en kPa y en mm Hg la presión atmosférica local en
esa ciudad. Tome las densidades del aire y el mercurio como
1.15 kg/m 3 y 13 600 kg/m 3 , respectivamente.
Altitud: 9 km
P = 25 kPa
FIGURA P1-96
1-97 El peso de los cuerpos puede cambiar algo de un lugar
a otro, como resultado de la variación de la aceleración gravitacional
g con la elevación. Si se toma esta variación, aplicando
la ecuación del problema 1-9, calcule el peso de una persona de
80 kg al nivel del mar (z 0), en Denver (z 1 610 m) y en la
cima del Monte Everest (z 8 848 m).
1-98E Una persona va a un mercado tradicional, para comprar
un bistec. Ve uno de 12 onzas (1 lbm 16 oz) a $3.15.
Va entonces al supermercado y ve que un bistec de 300 g, de
calidad idéntica, cuesta $2.95. ¿Cuál es el de mejor precio?
1-99E ¿Cuál es el peso de un kilogramo de sustancia en N,
kN, kg · m/s 2 , kgf, lbm · pie/s 2 y lbf?
1-100E La eficiencia de un refrigerador aumenta 3 por ciento
por cada °C de aumento en su temperatura mínima. ¿Cuál
es el aumento de eficiencia por cada a) K, b) °F y c) R de
aumento de temperatura?
1-101E La temperatura de ebullición del agua disminuye
aproximadamente 3 °C por cada 1 000 m de aumento en altitud.
¿Cuál es la disminución de la temperatura de ebullición en a)
K, b) °F y c) R por cada 1 000 m de aumento de altitud?
1-102E Se considera que una hipertermia de 5 °C (es
decir, aumento de 5 °C respecto a la temperatura normal del
organismo) es mortal. Exprese ese valor mortal de hipertermia
en a) K, b) °F y c) R.
1-103E Una casa pierde calor a 2 700 kJ/h por °C de diferencia
de temperaturas interior y exterior. Exprese la tasa de
pérdida de calor de esa casa por cada a) K, b) °F y c) R de
diferencia de temperaturas entre el interior y el exterior.
1-104 La temperatura promedio de la atmósfera en todo el
mundo se determina aproximadamente en función de la altitud,
con la ecuación
T atm 288.15 6.5z
donde T atm es la temperatura de la atmósfera, en K, y z, la altitud,
en km; z 0 al nivel del mar. Determine la temperatura
promedio de la atmósfera en el exterior de un avión que vuela
a una altura de 12 000 m.
1-105 Juan Pérez, un anticuado estudiante de ingeniería, cree
que el punto de ebullición del agua es lo que mejor se presta
como punto de referencia para las escalas de temperatura. Se
incomoda porque corresponde a números extraños en las escalas
absolutas de temperatura que se usan en la actualidad, y
propuso una nueva escala que llama Escala Pérez. La unidad,
en esa escala de temperatura, se llama pérez, se representa por
P, y al punto de ebullición del agua en esa escala se le asigna
el valor de 1 000 P. Desde un punto de vista termodinámico,
indique si es una escala admisible. También, determine el
punto de congelación del agua en la escala Pérez y deduzca
una relación entre las escalas Pérez y Celsius.
1-106E Se sabe bien que el aire frío se siente mucho más
frío cuando hace viento, que lo que indica el termómetro; eso
se debe al “efecto frigorífico” del viento. Se debe al aumento
en el coeficiente de transferencia de calor por convección al
aumentar la velocidad del aire. La temperatura equivalente
por enfriamiento de viento, en °F, se determina con la ecuación
[ASHRAE, Handbook of Fundamentals (Atlanta, GA,
1993), p. 8.15]:
T equiv 91.4 191.4 T ambiente 2
0.475 0.020 3 V 0.304 2V
donde V es la velocidad del viento, en mi/h, y T ambiente la
temperatura del aire ambiente, en °F. Se supone que el aire
ambiente es inmóvil cuando los vientos son ligeros, hasta de
4 mi/h. La constante 91.4 °F en esta ecuación es la temperatura
promedio de la piel de una persona en reposo, en un
ambiente confortable. La temperatura equivalente con aire a
T ambiente , en movimiento a la velocidad V, se sentirá como si el
aire estuviera a la temperatura T equiv . Aplique los factores de
conversión adecuados para obtener una ecuación equivalente
en unidades SI, donde V sea la velocidad del viento, en km/h,
y T ambiente sea la temperatura del aire ambiente en °C.
Respuesta: T equiv 33.0(33.0T ambiente )
(0.475 0.0126V 0.240 V )