B el trabajo referido a la unidad de masa que entrega

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El calor, referido a la unidad de masa, que se le proporciona al agua en la caldera. b) El trabajo, referido a la unidad de masa, que entrega el ciclo. a) Sistema: agua como sustancia de trabajo en el ciclo de Rankine. {q}sum= h1– h4; h1= u1+ P1v1h1= (2 575.15 [kJ/kg] ) + (75u105[Pa] ) ( 0.025445 [m3/kg] ) = 2 765.99 [kJ/kg] ; {q}sum= (2 765.99 – 174.18) [kJ/kg] {q}sum= 2 591.81 [kJ/kg] b) {w}neto= {w}turbina+ {w}bomba; {w}bomba= v3(P4– P3) {w}bomba= (1.0084u10±3[m3/kg] ) (75u105– 8 000 ) [Pa] = 7.5549 [kJ/kg] {w}neto= (– 118.15 + 7.5549 ) [kJ/kg] {w}neto= – 110.595 [kJ/kg] 4. Se tiene un ciclo reversible de Otto, en un motor que opera con 0.004 [kg] de aire como gas ideal. Se sabe que la presión máxima en el ciclo es 18 [bar] y su temperatura máxima 750 [K]. El volumen al inicio de la compresión adiabática es 0.0019 [m3] y la temperatura 20 [°C], determine: a) La temperatura y el volumen al final de la compresión. b) La variación de entropía del inicio de la compresión hasta que alcanza la presión máxima. a) P3 V3 = m R T3; V3 =33PTRm; V3 =]Pa[1018)]K[750(KkgJ7.286)]kg[004.0(5u¸¸¹·¨¨©§»¼º«¬ª; V2 = 4.7783 u10 ±4 [m3] 121k21TTVV¸¸¹·¨¨©§±; T2= T11k21VV±¸¸¹·¨¨©§= (293.15 [K] ) 14.14107783.40019.0±±¸¹·¨©§uT2= 509.1911 [K] b) 1'S3= 1'S2 + 2'S3; 1'S2 = 0 ; 2'S3= m cvln 23TT+ m R ln 23VV; ln 23VV= 0 ; 2'S3= ( 0.004 [kg] ) (717»¼º«¬ªKkgJ) ln ][.][K19509K750; 1'S3= 1.1106 [J/K]5. Suponga una máquina térmica que opera con un ciclo de Otto el cual funciona con aire como gas ideal. El gas entra (estado 1) a 100 [kPa] y 26 [°C], la relación de compresión, es decir, V1/V2= 12
Principios de Termodinámica y Electromagnetismo Ciclos termodinámicos 66 y la temperatura máxima que alcanza es 1850 [°C]. Considerando el ciclo como reversible, determine: a) La variación de entropía especifica entre el estado que corresponde al inicio de la compresión adiabática y el que corresponde a la temperatura máxima alcanzada por el aire. b) La eficiencia máxima que se podría tener si, entre los depósitos térmicos del problema, el ciclo que se utiliza es el de Carnot. Sistema: aire como gas ideal. T1= 26 [°C] = 299.15 [K] T3= 1 852 [°C] = 2 123.15 [K] a) 1'S3= cvln 13TT+ R ln 13VV; V2 = V31'S3= cvln 13TT+ R ln 12VV1'S3= (717 [J / (kgK)] ) ln >@>@K15.299K15.1232+ (286.7 [J / (kgK)] ) ln 121; 1'S3= 692.69 [J / (kgK)] b) K= ABTT1±= 31TT1±= >@>@K15.1232K15.2991±; K= 0.8591 [1] 6. En el cilindro de un motor que opera con el ciclo reversible de Diesel en la compresión adiabática, la mezcla aire-combustible se comprime a 1/15 de su volumen inicial. Si la presión inicial (estado 1) es 100 [kPa] y su temperatura inicial es de 27 [°C], determine en el SI: a) 12PP= k21VV¸¸¹·¨¨©§; P2= P1k21VV¸¸¹·¨¨©§; P2= (100u103[Pa] ) 4.122VV15¸¸¹·¨¨©§; P2= 4 431 265 [Pa] ; 12TT= 1k21VV±¸¸¹·¨¨©§, T2= T11k21VV±¸¸¹·¨¨©§; T2= (300.15 [K] ) 4.122VV15¸¸¹·¨¨©§; T2= 886.6962 [K] ;
Principios de Termodinámica y Electromagnetismo Ciclos termodinámicos 67 b) {1W2} = 1kVPVP1122±±; V1= 1 ["] = 0.001 [m3] ; V2= 15]m[001.0

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