Para encontrar el trabajo neto utilizamos la igualdad

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a. Para encontrar el trabajo neto utilizamos la igualdad ciclocicloQW=()()úûùêëé=úûùêëé--úûùêëé=--=-=kgkJmWkgkJkgkJmWuumQmWmQmQmWciclociclociclociclo12,72107,21495,892140014234123b. El rendimiento térmico del ciclo es %51,515151,0140012,72123==úûùêëéúûùêëé==hhkgkJkgkJmQmWcicloPROBLEMA 22:Al comienzo de la compresión en un ciclo Diesel de aire-estándar, las condiciones se fijan en 1p= 200 kPa y 1T= 380 K. La relación de compresión es 20 y el calor absorbido por unidad de masa es 900 kJ/kg. Determínese: a.La temperatura máxima, en K. b.La relación de combustión. c.El trabajo neto por unidad de masa de aire, en kJ/kg. d.El rendimiento térmico. SOLUCIÓNSupuestos: 1.El aire en el cilindro-pistón es un sistema cerrado. 2.La compresión y expansión son adiabáticas 3.Todos los procesos son internamente reversibles. 4.El aire se supone gas ideal. 5.Las energías cinética y potencial son despreciables. Comenzamos fijando las propiedades de cada uno de los estados: Estado 1: 1T= 380 K Þ1u= 271,69 kJ/kg (TABLA A-22) 1rv= 343,4 (TABLA A-22) Estado 2:
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34Para la compresión isoentrópica: 17,172014,3431212=÷øöçèæ×=÷÷øöççèæ×=VVvvrrLuego, interpolando: 2rv= 17,17 Þ2T= 1135,2 K (TABLA A-22) 2h= 1202,0 kJ/kg (TABLA A-22) Estado 3: Para el proceso de adición de calor: ()úûùêëé=úûùêëé+=+=Þ-=kgkJhkgkJhmQhhhhmQ0,21029000,12023323232323Luego, interpolando: 3h= 2102,0 kJ/kg Þ3T= 1879,5 K (TABLA A-22) 3rv= 3,4202 (TABLA A-22) Estado 4: Para la expansión isoentrópica: 3221322434VVVVVVVVVV×=×=Usando la ecuación de los gases ideales: [][]08,125,18792,113520322134=×=×=KKTTVVVVLuego, 316,4108,124202,33434=×=÷÷øöççèæ×=VVvvrrFinalmente, interpolando:
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354rv= 41,316 Þ4T= 843,9 K (TABLA A-22) 4u= 628,17 kJ/kg (TABLA A-22) a. La temperatura máxima en el ciclo es []KTT5,18793max==b. Para el proceso a presión constante, la relación de combustión está dada por: [][]66,12,11355,18792323====KKTTVVrcc. Para el ciclo ciclocicloQW=, por lo tanto ()()úûùêëé=úûùêëé--úûùêëé=--=-=kgkJmWkgkJkgkJmWuumQmWmQmQmWciclociclociclociclo52,54369,27117,62890014234123d. El rendimiento térmico del ciclo es %39,606039,090052,54323==úûùêëéúûùêëé==hhkgkJkgkJmQmWcicloPROBLEMA 23:Al comienzo del proceso de compresión de un ciclo Otto de aire-estándar, 1p= 1 bar, 1T= 290 K, 1V= 400 cm3. La temperatura máxima del ciclo es 2200 K y la relación de compresión es 8. Determínese: a.El calor absorbido, en kJ. b.El trabajo neto, en kJ. c.El rendimiento térmico. SOLUCIÓN Supuestos: 1.El aire en el conjunto cilindro-pistón es un sistema cerrado. 2.Los procesos de compresión y expansión son adiabáticos.
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363.Todos los procesos son internamente reversibles. 4.El aire se considera gas ideal. 5.Las energías cinética y potencial son despreciables. Comenzamos fijando las propiedades de cada uno de los estados: Estado 1: 1T= 290 K Þ1u= 206,91 kJ/kg (TABLA A-22) 1p= 1 bar 1rv= 676,1 (TABLA A-22) Estado 2: Para la compresión isoentrópica: 5125,84811,6761212=÷øöçèæ×=÷÷øöççèæ×=VVvvrrPor interpolación: 2rv= 84,5125 Þ2T= 652,4 K (TABLA A-22) 2u= 475,11 kJ/kg (TABLA A-22) Estado 3: 3T= 2200 K Þ3u= 1872,4 kJ/kg (TABLA A-22) 3rv= 2,012 (TABLA A-22) Estado 4:
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