Universidad Metropolitana Castro Carazo U.M.C.A

Nombre del Alumno (a): _______________________________________ Cdula de identidad: _______________ Carn: ____________________ Valor de la prueba: 100puntos Puntos Obtenidos:___________ Tiempo de duracin de la prueba: 2 horas Calificacin de la prueba: _____ No. de Pginas de la prueba: _____ Valor porcentual: ___________

. INDICACIONES GENERALES: Desarrolle en forma clara y ordenada cada uno de los siguientes problemas, recuerde que la utilizacin de fichas, formulas y dems herramientas de trabajo est permitida. Trabaje adecuadamente en el cuadernillo.

1. Se calcula que si se quema (fisin completa) 1 kg de uranio se obtiene como resultado

un dficit de masa de solo 0,87g, lo que corresponde a 7,83x1010 Kj o 906 MW-dia (el MW-dia es la energa equivalente a operar a 1MW durante un da de 24 horas) Si se producen 32 000 kJ de calor cuando se quema 1kJ de carbn, determine la masa de carbn que se necesita para producir la misma cantidad de calor que la fisin completa de 1kg de uranio. 10 pts.

2. Un compresor alterno de una sola etapa opera en un ciclo abierto. Los procesos en cada ciclo son los siguiente: 12: Entrada de aire en un proceso a presin constante con

23: La masa de aire admitida se comprime de acuerdo con la ley politrpica

34: Descarga del aire comprimido a 600kPa hacia un receptor de aire con Suponga que todos los procesos son cuasiestticos (es decir, que ocurren lentamente de manera que se puede suponer un movimiento de la frontera del sistema con resistencia total). Dibuje los procesos en un diagrama p-V. Determine el trabajo realizado por el aire admitido sobre el pistn en la interfaz aire admitido-pistn en cada uno de los procesos 12, 23, 34. Determine la entrada de trabajo por siclo que se requiere para comprimir el aire. 25pts.

3. 0,5 kg de aire a 100kPa y 300K se comprimen en un proceso cuasiesttico de acuerdo con la ley politrpica pVn = constante. La presin final es de 1Mpa. Para (i) n=1,4 y (ii) n=1, determine:

a) W12 b) Q12

10pts

Carrera: Bachillerato en Ingeniera Industrial Curso: TERMODINAMICA Profesor: Hctor S. Miranda Prueba: ____ I Parcial ____ II Parcial ____ Final Hora inicio: _____ Final: ____ ____ Cuatrimestre del 2014

4. La figura adjunta muestra el ciclo de un motor ideal que comprende procesos sin flujo y usa aire como fluido de trabajo. Todos los procesos siguientes son cuasiestaticos: 12: compresin adiabtica segn la ley pVk = constante (k=1,4 para el aire). 23: calentamiento del gas a volumen constante (es decir V3=V2). 34: expansin adiabtica segn la ley pVk = constante. 41: enfriamiento del aire a volumen constante (es decir V4=V1). En un caso particular P1 = 100kPa, V1 = 0,001m

3 y T1 = 300K. Si V2 = 6X10-5 m3 y T3 =

1650K, calcule: a) P2, T2, P3, P4 y T4. b) Q, W y U para cada uno de los procesos implcitos.

25pts

5. Calcule el rea bajo la curva de la siguiente figura, entre T= 10 C y T=100C. a) Utilizando el mtodo geomtrico para la suma de las reas. 10pts

b) Desarrollando la integral

10pts

6. Un sistema cerrado est sometido a un proceso politropico cuasiestatico que lo lleva del estado 1 al estado 2. El sistema es nitrgeno inicialmente a 500kPa y 350K. el volumen del sistema aumenta de 3m3 a 5m3 durante el proceso, y el ndice politropico n es igual a 1,4 para todo el proceso. Para el nitrgeno suponga Cv=0,743kJ/kg*K y R = 0,297 kJ/Kg*K. Determine: a) La presin y la temperatura en el estado 2. b) El trabajo hecho por el sistema durante el proceso. c) El calor agregado al sistema durante el proceso. Considere la relacin

U2 - U1 = mCv(T2 - T1) 20pts.

EXITOS..