Cuestionario Termodinamica Unidad 4 y 5

Materia: TERMODINAMICA

INGENIERIA PETROLERA Docente: ING. CECILIO ALFREDO SOBREVILLA HERNANDEZ Semestre:  5 Grupo: 1 Trabajo:

CUESTIONARIO UNIDAD 4 Y 5 (CAPITULOS: 6,7 Y 8) LIBRO TERMODINAMICA YUNUS CENGEL 6° EDICION Alumna: º

Hernández Flores Keila Yesenia N° de Control: 15500819

CERRO AZUL, VER. A 17 DE JULIO DE 2017.

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SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA Y DEPÓSITOS DE ENERGÍA TÉRMICA 6-1.- Un mecanismo afirma afirma haber desarrollado un motor motor de automóvil que funciona funciona con agua en lugar de gasolina. ¿Cuál es la respuesta a esta afirmación? R= La afirmación es falsa. El agua no es un combustible; Por lo tanto, no funcionaria.

6-2.- Describa un proceso imaginario que satisfaga la primera ley pero que viole la segunda ley de la termodinámica. R=Transferencia de 5 kWh de calor a un un cable de resistencia eléctrica y produciendo produciendo de 5 kWh de electricidad.

6-3.- Describa un proceso imaginario que satisfaga la segunda ley pero que viole la primera ley de la termodinámica R=Un calentador de resistencia eléctrica que consume 5 kWh de electricidad y suministra 6 kWh de calor a una habitación.

6-4.- Describa un proceso imaginario que viole un tanto la primera como la segunda ley de la termodinámica R=Transfiriendo 5 kWh de calor a un alambre de resistencia resistencia eléctrica y produciendo 6 kWh de de electricidad.

6-5.- Un experimentador asegura haber subido la temperatura de una pequeña cantidad de agua a 150°C transfiriendo calor de vapor a alta presión 120°C. ¿Es esta una aseveración razonable? ¿Por qué? Suponga que no se usa en el proceso ni refrigerador ni bomba de calor. R=No porque el calor no puede fluir desde un medio de baja temperatura hasta un medio de temperatura más alta.

6-6.- ¿Qué es un depósito de energía térmica? De algunos ejemplos R=Un depósito de energía energía térmica es un cuerpo que posee una capacidad capacidad energía térmica relativamente grande que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor isotérmico. Sin experimentar ningún cambio de temperatura. Algunos ejemplos son los océanos, los lagos y la atmósfera.

6-7.-Considere el proceso de hornear patatas en un horno convencional. ¿Se puede considerar el 6-7.-Considere aire caliente del horno como un depósito térmico? R=Sí. Esto a que la temperatura del horno permanece constante, no importa cuánto calor se transfiere a las patatas.

6-8.-Considere la energía generada por un televisor. ¿Cuál es una selección adecuada para depósito 6-8.-Considere térmico?

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MAQUINAS TERMICAS Y EFICIENCIA TERMICA 6-9.- ¿Es posible que una maquina térmica opere sin rechazar ningún calor de desecho a un dispositivo de baja temperatura? Explique R=No. Ningún motor viola la declaración Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica

6-10.- ¿Cuáles son las características de todas las maquinas térmicas? R=Los motores térmicos son dispositivos cíclicos que reciben calor de una fuente, convierten algunos de ellos en trabajo y rechazan el resto en un fregadero.

6-11.- Considere una cacerola de agua que se calienta a) colocándola en una parrilla eléctrica y b) colocando un elemento calentador en el agua. ¿Cuál de los métodos es la manera más eficiente de calentar el agua? Explique R=Método (b). Con el elemento de calentamiento en el agua, las pérdidas de calor al aire circundante se minimizan, y por lo tanto el calentamiento deseado se puede lograr con menos entrada de energía eléctrica.

6-12.- Los calentadores con base de tablilla son básicamente calentadores de resistencia eléctrica, y se usan frecuentemente para calefacción de espacios. Una ama de casa asegura que sus calentadores con base de tablilla, que tiene 5 años de uso, una eficiencia de conversión del 100 por ciento, ¿Es esta afirmación una violación de algunas leyes térmicas? Explique. R=No. Porque el 100% del trabajo se puede convertir en calor.

6-13.- ¿Cuál es la expresión de Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica? R=Se expresa como "Ningún motor térmico puede intercambiar calor con un solo depósito, y producir una cantidad equivalente de trabajo"

6-14.-¿Una maquina térmica que tiene una eficiencia térmica de 100 por ciento viola 6-14.-¿Una necesariamente a)la primera ley y b)la segunda ley de la termodinámica? t ermodinámica? Explique. Explique. R=(A) No, (b) Sí. Según la segunda ley, ningún motor térmico puede tener y la eficiencia del 100%.

6-15.- En ausencia total de fricción y de otras irreversibilidades, ¿puede una maquina térmica tener una eficiencia de 100 por ciento? Explique. R=No. Tal motor viola la declaración Kelvin-Planck de la segunda ley de l a termodinámica.

6-16.- Las eficiencias de todos los dispositivos productores de trabajo, incluyendo las plantas hidroeléctricas, ¿están limitadas por la expresión de Kelvin-Planck de la segunda ley? Explique. R=No. La limitación de Kelvin-Planck sólo se aplica a los motores térmicos; Motores que reciben calor y convierten algunos de ellos en trabajo.

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REFRIGERDORES Y BOMBAS DE CALOR 6-17.- ¿Cuál es la diferencia entre un refrigerador y una bomba de calo? R=La diferencia entre los dos dispositivos es uno de propósito. El propósito de un refrigerador es quitar calor de un medio frío mientras que el propósito de una bomba de calor es suministrar calor a un medio caliente.

6-18.- ¿Cuál es la diferencia entre un refrigerador y un acondicionador de aire? R=La diferencia entre los dos dispositivos es uno de propósito. El propósito de un refrigerador es quitar el calor de un espacio refrigerado mientras que el propósito de un acondicionador de aire es quitar el calor de un espacio vivo.

6-19.-En un refrigerador, el calor se transfiere de un medio de menor (el espacio refrigerado) a uno 6-19.-En de mayor temperatura (el aire de la cocina). ¿Es esta una violación de la segunda ley de termodinámica ?Explico R=No. Debido a que el refrigerador refrigerador consume trabajo trabajo para hacer esta tarea.

6-20.- Una bomba de calor es un dispositivo que absorbe energía del aire exterior frio y la transfiere al interior más cálido. ¿Es esta una violación de la segunda ley de la termodinámica? Explique. R=No. Porque la bomba bomba de calor consume trabajo para para realizar esta tarea.

6-21.-Defina con sus propias palabras el coeficiente de desempeño de un refrigerador. ¿Puede ser 6-21.-Defina mayor que la unidad? R=El coeficiente de rendimiento de un refrigerador representa la cantidad de calor extraído del espacio refrigerado para cada unidad de trabajo suministrada. Puede ser mayor que la unidad.

6-22.-Defina con sus propias palabras el coeficiente de desempeño de una bomba de calor. ¿Puede 6-22.-Defina ser mayor que la unidad? R=El coeficiente de rendimiento de una bomba de calor representa la cantidad de calor suministrado al espacio calentado para cada unidad de trabajo suministrada. Puede ser mayor que la unidad.

6-23.- Una bomba de calor que se usa para calentar una casa tiene un COP (coeficiente de desempeño) de 2.5. Es decir, decir, la bomba de calor entrega 2.5 kWh de energía a la casa por cada 1 kWh de electricidad que consume. consume. ¿Es esta una violación de la primera ley de la la termodinámica? Explique. R=No. La bomba de calor captura la energía de un medio frío y la lleva a un medio caliente. No lo crea.

6-24.-Un 6-24.Un refrigerador tiene un COP de 1.5. Es decir, el refrigerador quita 1.5 kWh de energía del

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6-25.- ¿Cuál es la expresión de Clausius de la segunda ley de la termodinámica? term odinámica? R= Es imposible construir un aparato que opere un ciclo cuyo único efecto sea transferir calor desde una fuente de baja temperatura a otra de temperatura mayor.

6-26.-Demuestre que las expresiones de Kelvin-Planck y de Clausius de la segunda ley son 6-26.-Demuestre equivalentes. R=La violación de una declaración conduce a la violación de la otra, y así concluimos que las dos afirmaciones son equivalentes.

MAQUINAS DE MOVIMIENTO PERPETUO 6-27.-Un inventor afirma que ha desarrollado un calentador de resistencia que da 1.2 kWh de 6-27.-Un energía a un cuarto por cada kWh de eléctrica. ¿Es esta una aseveración razonable, o este inventor ha desarrollado una máquina m áquina de movimiento perpetuo? Explique. R=Este dispositivo crea energía, y por lo t anto es un PMM1.

6-28.-Es de conocimiento común que la temperatura del aire sube cuando se le comprime. Un 6-28.-Es inventor pensó usar usar este aire de alta temperatura para para calentar edificios. edificios. Usó un compresor actuado por un motor eléctrico. El inventor dice que el sistema de aire comprimido es 25 por ciento más eficiente que un sistema de calentamiento calentamiento por resistencia que de una cantidad equivalente equivalente de calentamiento. ¿Es esta afirmación valida, o es solo otra máquina de movimiento perpetuo? Explique. R=Este dispositivo crea energía, y por lo tanto es un PMM1.

PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES 6-29.-Un bloque se desliza hacia abajo por un plano inclinado, con fricción y sin fuerza restrictiva. 6-29.-Un ¿Este proceso es reversible r eversible o irreversible? Justifique su respuesta. R=Este proceso proceso es irreversible. Cuando el bloque se se desliza por por el plano, plano, sucede, la energía potencial del bloque disminuye, disminuye, y el bloque y el plano se calientan debido a la fricción entre ellos. ellos. La energía potencial que se ha liberado puede almacenarse en alguna forma en el entorno (por ejemplo, tal vez en un resorte). Cuando restauramos el sistema a su c ondición original, debemos, restablecer la energía potencial elevando el bloque a su elevación original, original, y enfriar el bloque y el plano de nuevo a su temperatura original. La energía potencial puede ser restaurada devolviendo la energía que fue almacenada durante el proceso original a medida que el bloque disminuyó su elevación y liberó energía potencial. La parte del entorno en el que se había almacenado esta energía volvería a su estado original a medida que la elevación del bloque se restableciera a su estado original. Con el fin de enfriar el bloque y el plano a sus temperaturas originales, tenemos que quitar el calor

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6-30.-Demuestre que los procesos que usan trabajo para mezclar son irreversibles considerando un 6-30.-Demuestre sistema adiabático cuyo contenido se agita haciendo girar una rueda de paletas dentro del sistema (por ejemplo, batir una mezcla de pastel con un mezclador eléctrico). R=Los procesos de movimientos o agitación adiabáticos son irreversibles porque la energía almacenada dentro del sistema no puede liberarse espontáneamente en un solar para hacer que la masa del sistema haga girar la rueda de paletas en la dirección opuesta para hacer el trabajo en el entorno

6-31.- Demuestre que los procesos que incluyen reacciones químicas rápidas son irreversibles considerando la combustión de una mezcla de gas natural (por ejemplo, metano) y aire en un contenedor rígido R=Las reacciones químicas de los procesos de combustión de una mezcla de gas natural y aire generarán dióxido de carbono, agua y otros compuestos y liberarán energía térmica en ambientes o entorno de temperaturas temperaturas más bajas. Es muy poco probable que el entorno devuelva devuelva esta energía al sistema de reacción y los productos de combustión reaccionen espontáneamente para reproducir la mezcla de gas natural y aire.

6-32.- Una bebida enlatada fría se deja en un cuarto más caliente, donde su temperatura se eleva como consecuencia de la transferencia transferencia de calor. ¿Es este un proceso reversible? Explique. Explique. R=No. Porque esto implica o involucra transferencia de calor a través de una diferencia de temperatura finita.

6-33.- ¿Por qué se interesan los ingenieros en los procesos reversibles aun cuando nunca se puedan lograr? R=Porque estos procesos reversibles pueden ser abordados en la realidad, y forman los casos limitantes. Los dispositivos productores de trabajo que operan en procesos reversibles proporcionan la mayor cantidad de trabajo, y los dispositivos que consumen consumen trabajo que operan en procesos reversibles consumen menos trabajo.

6-34.- ¿Por qué un proceso de comprensión no cuasiequilibrado necesita una mayor entrada de trabajo que el correspondiente proceso de cuasiequilibrio? R=Cuando el proceso de compresión no es de cuasi equilibrio, las moléculas antes de la cara del pistón no pueden escapar suficientemente rápido, formando una región de alta presión delante del pistón. Se necesita más trabajo para mover el pistón contra esta región de alta presión.

6-35.- ¿Por qué un proceso de expansión no cuasiequilibrado produce menos trabajo que el correspondiente proceso de cuasiequlibrio? R=Cuando un proceso de expansión es no quasiequilibrio, las moléculas antes de la cara del pistón no pueden seguir al pistón con suficiente rapidez, formando una región de baja presión detrás del

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R=Las irreversibilidades que ocurren dentro de los límites del sistema son irreversibilidades internas; Las que se producen fuera de los límites del sistema son irreversibilidades externas.

6-37.- ¿Un proceso reversible de comprensión o expansión es necesariamente de cuasiequilibrio? ¿Una expansión o compresión de cuasiequilibrio es necesariamente reversible? Explique R=Un proceso de expansión o compresión reversible no puede implicar una expansión no restringida o una compresión repentina, y por lo tanto es un cuasi-equilibrio. Por otro lado, un proceso de expansión o compresión c ompresión de cuasi-equilibrio puede implicar irreversibilidades externas (tales como transferencia de calor a través de una diferencia de temperatura finita), y por lo tanto no es necesariamente reversible.

EL CICLO DE CARNOT Y LOS PRINCIPIOS DE CARNOT 6-38.- ¿Cuáles son los cuatro procesos que constituyen el ciclo de Carnot? R=Los cuatro procesos que conforman el ciclo de Carnot son la expansión isotérmica, la expansión adiabática reversible, la compresión isotérmica y la compresión adiabática reversible.

6-39.- ¿Cuáles 6-39. ¿Cuáles son las dos afirmaciones que se conocen como principios de Carnot? R= (1) el funcionamiento térmico de un motor térmico irreversible irreversible es menor al rendimiento de de un motor térmico reversible que funciona entre los mismos dos depósitos (2) el funcionamiento o rendimiento térmico de todos todos los motores térmicos térmicos reversibles que que funcionan entre los mismos dos depósitos son igual.

6-40.- Alguien afirma haber desarrollado un nuevo ciclo reversible de maquina térmica que tiene una eficiencia teórica más alta que el ciclo de Carnot operando entre los mismos límites de temperatura. ¿Cómo evalúa usted esta afirmación? R=Falso porque; El segundo principio de Carnot establece que ningún ciclo del motor térmico puede tener una mayor eficiencia térmica que el ciclo de Carnot que opera entre los mismos límites de temperatura.

6-41.- Alguien afirma haber desarrollado un nuevo ciclo reversible de maquina térmica que tiene la

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MAQUINAS TERMICAS DE CARNOT 6-43.- ¿Hay algún manera de aumentar la eficiencia de una maquina térmica de Carnot que no sea aumentar H o disminuir L ?





R=No, la hay

6-44.- Considere dos plantas eléctricas reales que operan con energía solar. Una planta recibe energía de un estanque solar a 80°C, y la otra la recibe de colectores concentradores que elevan la temperatura del agua a 600°C. 600 °C. ¿Cuál de estas plantas eléctricas tendrá una eficiencia más alta? R=El que tiene una temperatura de fuente de 600 ° C. Esto es cierto porque cuanto mayor es la temperatura a la que se suministra calor al fluido de trabajo de un motor térmico, mayor es la eficiencia térmica.

REFRIGERADORES Y BOMBAS DE CALOR DE CARNOT 6-45.- ¿Cómo 6-45. ¿Cómo se puede aumentar el el COP de un refrigerador de Carnot? Carnot? R=Aumentando TL o disminuyendo TH.

6-46.-  ¿Cuál es el COP más alto que puede tener un refrigerador que opera entre límites de 6-46.-  temperatura L Y H ?

 

  −

R=Es el COP que un refrigerador de Carnot tendría, COP R=

6-47.- En un esfuerzo para conservar la energía en un ciclo de maquina térmica, alguien sugiere incorporar un refrigerador que absorba algo de la energía de desecho L y la transfiera a la fuente de energía de la maquina térmica. ¿Es esta una idea inteligente? Explique.



R=No. (Cuando todo sea reversible), el aumento del trabajo producido será igual al trabajo consumido por el refrigerador. En realidad, el trabajo consumido por el refrigerador será siempre mayor que el trabajo adicional producido, resultando en una disminución en la eficiencia térmica de la central eléctrica.

6-48.- Está bien establecido que la eficiencia térmica de una maquina térmica aumenta al disminuir

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de la fuente disponible de energía a un medio a temperatura más alta, antes de suministrar la energía a la planta eléctrica. ¿Qué piensa usted de esta sugerencia? Explique. R= Mala idea. (Cuando todo sea reversible), el aumento aumento del trabajo producido será igual al trabajo trabajo consumido por la bomba de calor. En realidad, el trabajo consumido por la bomba de calor será siempre mayor que el trabajo adicional producido, resultando en una disminución en la eficiencia térmica de la central.

TEMA DE INTERÉS ESPECIAL: REFRIGERADORES DOMÉSTICOS 6- 50.- Alguien propone que el sistema de refrigeración de un supermercado se sobrediseñe, de modo que todas las necesidades de acondicionamiento acondicionamiento de aire air e de la tienda se puedan satisfacer por aire refrigerado sin instalar un sistema de acondicionamiento de aire. ¿Qué piensa usted de esta propuesta? R=Es una mala idea sobre designar el sistema de refrigeración de un supermercado para que todas las necesidades de aire acondicionado de la tienda se pueden satisfacer por aire refrigerado sin necesidad de instalar ningún sistema de aire acondicionado. Esto se debe a que los refrigeradores enfrían el aire a una temperatura mucho más baja de la necesaria para el aire acondicionado, y por lo tanto su eficiencia es mucho menor, y su costo de operación es mucho mayor.

6-51.-Alguien propone que todas las necesidades de refrigeración y congelación de una tienda se 6-51.-Alguien satisfagan usando un gran congelador que suministre suficiente aire frio a -120°C en vez de instalar refrigeradores y congeladores separados. ¿Qué piensa usted de esta propuesta? R=Es una mala idea satisfacer todos los requisitos del refrigerador / congelador de una tienda utilizando un congelador grande que suministre suficiente aire frío a -20 ° C en lugar de instalar refrigeradores y congeladores separados. Esto se debe a que los congeladores enfrían el aire a una temperatura mucho más baja que la necesaria para la refrigeración, y por lo tanto su eficiencia es mucho menor, y su costo de operación es mucho mayor.

6-52.- Explique cómo puede usted reducir el consumo de energía del refrigerador de su casa. R=El consumo de energía de un refrigerador doméstico puede reducirse practicando buenas medidas de conservación como: (1) abrir la puerta del refrigerador el menor número de veces

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R=Es importante limpiar las bobinas del condensador de un refrigerador doméstico varias veces al año ya que el polvo que se acumula en ellas sirve como aislamiento y ralentiza la transferencia de calor. Además, es importante no bloquear el flujo de aire a través de las bobinas del condensador, ya que el calor es rechazado a través de ellas por convección natural, y el bloqueo del flujo de aire interfiere con este proceso de rechazo de calor. Un refrigerador no puede funcionar a menos que pueda rechazar el calor c alor residual.

6-54.- ¿Por qué los refrigeradores actuales son mucho mucho más eficientes que los que que construían en el pasado? R=Los refrigeradores de hoy en día son mucho más eficientes que los construidos en el pasado como resultado del uso de motores y compresores de menor y mayor eficiencia, mejores materiales de aislamiento, áreas de superficie de bobina más grandes y sellos de puerta mejores.

LA ENTROPÍA Y EL PRINCIPIO DEL INCREMENTO DE ENTROPÍA 7-1.- ¿Un ciclo para el que R=No. El positivo.

∮ 

∮  > 0 viola la desigualdad de Clausius? ¿Por qué?

Representa la transferencia transferencia neta de calor durante un ciclo, lo cual podría podría ser

7-2.- ¿L integral cíclica del trabajo tiene que ser cero (es decir, un sistema tiene que producir tanto trabajo como consume para completar un ciclo)? Explique. R=No. Un sistema puede producir más (o menos) trabajo de lo que recibe durante un ciclo. Una planta de vapor, por ejemplo, produce más trabajo del que recibe durante un ciclo, siendo la diferencia la producción neta de trabajo.

7-3.-Un sistema experimenta un proceso entre dos estados especificados, primero de manera 7-3.-Un reversible y luego de manera irreversible. ¿Para cual caso es mayor el cambio de entropía? ¿Por qué? R=El cambio de entropía será el mismo para ambos casos, ya que la entropía es una propiedad y tiene un valor fijo en un estado fijo.

2

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R=Esa integral debe realizarse a lo largo de un camino reversible para determinar el cambio de entropía.

7-7.- ¿Un proceso isotérmico necesariamente es reversible internamente? Explique su respuesta con un ejemplo. R=No. Un proceso isotérmico puede ser irreversible. Ejemplo: Un sistema que involucra trabajo con ruedas de paletas mientras pierde una c antidad equivalente de calor.

∫2  /  para un proceso reversible y un

7-8.-  ¿Cómo se comparan los valores de la integral 1 7-8.-  irreversible entre los mismos estados inicial y final?

R=El valor de esta integral es siempre mayor para los procesos reversibles.

7-9.- La entropía de una patata horneada caliente disminuye al enfriarse. ¿Es esta una violación violación del principio del incremento de entropía? Explique. R=No. Debido a que la entropía del aire circundante aumenta aún más durante ese proceso, haciendo que el cambio de entropía total sea positivo.

7-10.- ¿Es posible crear entropía? ¿Es posible destruirla? R=Es posible crear entropía, pero no es posible destruirla.

7-11.-Cuando un sistema es adiabático, ¿Qué se puede decir acerca del cambio de entropía de la 7-11.-Cuando sustancia en el sistema? R=Si el sistema experimenta un proceso reversible, la entropía del sistema no puede cambiar sin una transferencia de calor. De lo contrario, la entropía debe aumentar puesto que no hay cambios de entropía de compensación asociados con los depósitos que intercambian calor con el sistema.

7-12.-El trabajo es libre de entropía, y algunas veces se afirma que el trabajo no cambia la entropía 7-12.-El de un fluido que pasa a través de un sistema adiabático de flujo estacionario con una sola entrada y una sola salida. ¿Es esta afirmación válida?

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7-15.- Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene vapor de agua sobrecalentado. Durante un proceso real adiabático, la entropía del vapor ( nunca, a veces, siempre) aumentará. R=Siempre.

7-16.-La entropía del vapor de agua (aumentara, disminuirá, quedara igual ) cuando fluye por una 7-16.-La turbina real adiabática. R=Aumentara

7-17.-La entropía del fluido de trabajo 7-17.-La t rabajo del ciclo ideal de Carnot (aumentará, disminuye, queda igual ) durante el proceso isotérmico de adición de calor. R= aumentará

7-18.- La entropía del fluido de trabajo del ciclo ideal de Carnot ( aumenta, disminuye, queda igual ) durante el proceso isotérmico de rechazo de calor. R=Disminuye

7-19.- Durante un proceso de transferencia térmica, la entropía de un sistema (siempre, a veces, nunca) aumenta. R=A veces.

7-20.- ¿Es posible que el cambio de entropía de un sistema cerrado sea cero durante un proceso 7-20.- ¿Es irreversible? Explique.

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CAMBIOS DE ENTROPÍA DE SUSTANCIAS INCOMPRESIBLES 7-25.- Considere dos bloques sólidos, uno caliente y el otro frio, que se ponen en contacto en un contenedor adiabático. Después de un tiempo, se establece el equilibrio térmico en el contenedor como resultado de la transferencia de calor. La primera ley exige que la cantidad de energía que pierde el sólido caliente sea igual a la cantidad de energía que gana el frio. ¿La segunda ley exige que la disminución de entropía del solido caliente sea igual al aumento de entropía del frio? R=No, porque la entropía no es una propiedad conservada.

CAMBIO DE ENTROPÍA DE GASES IDEALES 7-26.-Demuestre que las dos relaciones para cambio de entropía de gases ideales bajo la suposición 7-26.-Demuestre de calores específicos constantes (ecuaciones 7-33 y 7-34) son equivalentes. R=Para gases ideales,

 = +Ry p

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₂₂ = ₁₁ → ₂  =  ₂₁ ₂ ₁ ₁ ₁₂ Así,

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R=Ajuste s = 0 da

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7-30.- ¿Cómo se llama

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? ¿Su uso se limita a procesos isentrópicos? Explique.

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R= Las r y r se denominan presión relativa y volumen específico relativo, respectivamente. Se derivan de los procesos de isoentrópicas de los gases ideales, y por lo tanto su uso se limita a sólo los procesos isoentrópicas

7-31.- ¿La entropía de un gas ideal puede cambiar durante un proceso isotérmico? R= La entropía de un gas puede cambiar durante un proceso isotérmico ya que la entropía de un gas ideal depende tanto de la l a presión como de la temperatura.

7-32-Un 7-32Un gas ideal sufre un proceso pr oceso entre dos temperaturas especificadas dos veces: primera vez, a

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7-34.- Las turbinas de vapor de las plantas termoeléctricas operan esencialmente bajo condiciones adiabáticas. Una ingeniera de planta sugiere acabar con esta práctica. Ella propone hacer pasar agua de enfriamiento por la superficie exterior de la carcasa para enfriar el vapor que fluye por la turbina. De esta manera, razona la entropía del vapor disminuirá, el desempeño de la turbina mejorara y, como consecuencia, la producción del trabajo de la turbina aumentará ¿Cómo evaluaría usted esta propuesta? R= Enfriar el vapor a medida que se expande en una turbina reducirá su volumen específico y, por tanto, la producción de trabajo de la turbina. Por lo tanto, esta no es una buena propuesta.

7-35.- Es bien sabido que la potencia que consume un compresor se puede reducir enfriamiento el gas durante la compresión. Inspirándose en esto, alguien propone propone enfriar el líquido que fluye por una bomba para reducir el consumo de potencia de la bomba. ¿Apoyaría usted esta propuesta? Explique. R= No apoyaría esta propuesta ya que la entrada de trabajo de flujo constante a la bomba es proporcional al volumen específico del líquido y el enfriamiento no afectará significativamente el volumen específico de un líquido.

EFICIENCIAS ISENTRÓPICAS DE DISPOSITIVOS DE FLUJO ESTACIONARIO 7-36.-Describa el proceso ideal para a) una turbina adiabática, b) un compresor adiabático y c) una 7-36.-Describa tobera adiabática, y defina la eficiencia isentrópica para cada dispositivo.

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EXERGÍA, IRREVERSIBILIDAD, TRABAJO REVERSIBLE Y EFICIENCIA SEGÚN LA SEGUNDA LEY 8-1.- ¿Cómo se diferencia el trabajo reversible del trabajo útil? R= El trabajo reversible difiere del trabajo útil por irreversibilidades. Para procesos reversibles ambos son idénticos. .

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8-2.- ¿Bajo qué condiciones el trabajo reversible es igual a la irreversibilidad de un proceso? R= El trabajo reversible y la irreversibilidad son idénticos para los procesos que no implican ningún trabajo útil real.

8-3.- ¿Qué estado final maximiza la salida de trabajo de un dispositivo? R= El estado muerto

8-4.- ¿Es diferente la Exergía de un sistema en distintos ambientes? R= Sí; Exergía es una función del estado del entorno, así como el estado del sistema.

8-5.- ¿Cómo se diferencia el trabajo útil del trabajo t rabajo real? ¿En qué tipo de sistemas son idénticos? R= El trabajo útil difiere del trabajo real por el trabajo del entorno. Son idénticos para los sistemas que no implican el trabajo de los alrededores tales como sistemas del flujo constante.

8-6.-Considere un proceso sin irreversibilidades. ¿El trabajo útil real de este proceso será igual al 8-6.-Considere trabajo reversible?

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R= La eficacia de la segunda ley es una medida del rendimiento de un dispositivo en relación con su rendimiento en condiciones reversibles. reversibles. Difiere de la eficiencia de la primera ley en que no es una eficiencia de conversión.

8-11.- ¿Una planta de generación eléctrica que tiene una eficiencia térmica más alta, tiene necesariamente una eficiencia según la segunda ley también más alta que una planta con una eficiencia térmica menor? Explique. R= No. La planta de energía que tiene una menor eficiencia térmica puede tener una mayor eficiencia en la segunda ley.

8-12.- ¿Un refrigerador que tiene un COP más alto tiene necesariamente una más alta eficiencia según la segunda ley que uno con un COP más bajo? Explique. R= No. El refrigerador que tiene una COP más baja puede tener una mayor eficiencia de segunda