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Exercises

Solve your exercises in two minutes and focus your efforts on understanding thermodynamic systems.

This page contains solved Thermodynamics exercises. They can be used in any teaching and learning environment:

  • In lectures for examples and demonstrations.
  • In problem-solving sessions as exercises for students to solve using their mobile phones.
  • In laboratory sessions to model processes with laboratory data.
  • For personal study as self-study material.

DATOS

R-134A

Estado

Presión 1 bar

Temperatura 300 K

 

RESOLVER

Tablas del libro Moran-Shapiro

Entalpía ?
Entropía ?

Tablas del libro Sonntag-Bognakke

Entalpía ?
Entropía ?

DATOS

Aire (Gas perfecto)

Masa 3 kg

Estado inicial

Presión 10 bar, Temperatura 900 K

Proceso

Adiabático

Estado final

Presión 1 bar

 

RESOLVER

Cilindro-pistón

Trabajo realizado ?

Turbina

Trabajo realizado ?

DATOS

Presión 1 bar

Temperatura 500 K

 

RESOLVER

Agua (Sustancia real)

Volumen específico ?

Agua (Gas ideal)

Volumen específico ?

DATOS

Ciclo Joule-Brayton

Aire

Masa 3 kg/s

Entrada al compresor

Presión 1 bar, Temperatura 300 K

Entrada a la turbina

Presión 10 bar, Temperatura 900 K

 

RESOLVER

Trabajo de la turbina ?

Rendimiento del ciclo ?

DATOS

Cilindro-piston

Aire (Gas ideal)

Masa 1.2 kg

Estado inicial

Presión 101 kPa, Temperatura 20 ºC

Proceso

Isóbaro

Estado final

Incremento de volumen 0.5 m³

 

RESOLVER

Trabajo ?

Calor ?

DATOS

Depósito rígido

Agua / Vapor

Masa 2 kg

Estado inicial

Temperatura 180 ºC, Título de vapor 0.2

Proceso

Isócoro

Estado final

Presión 55 bar

 

RESOLVER

Temperatura final ?

Calor ?

DATOS

Cilindro-pistón

N₂ (Gas ideal)

Masa 2.2 kg

Estado inicial

Presión 100 kPa, Temperatura 25 ºC

Proceso

Politrópico, n 1.3

Estado final

Presión 300 kPa

 

RESOLVER

Trabajo ?

Calor ?

DATOS

Cilindro-pistón

Agua / Vapor

Masa 1.5 kg

Estado inicial

Presión 2 atm, Título de vapor 1.0

Proceso

Isóbaro

Estado final

Volumen específico 0.25 m³/kg

 

RESOLVER

Temperatura ?

Calor ?

Masa condensada ?

DATOS

Cilindro-pistón

Aire (Gas ideal)

Masa 1.4 kg

Estado 1 inicial

Presión 10 bar, Temperatura 380 ºC

Proceso 1-2

Adiabático

Estado 2

Presión 3 bar

Proceso 2-3

Isotermo

Estado 3 final

 Volumen final = Volumen inicial

 

RESOLVER

Presión final ?

Trabajo total ?

DATOS

Turbina de vapor

Agua

Masa 1.28 kg/s

Estado de entrada

Presión 60 kPa, Temperatura 400 ºC

Proceso

Adiabático

Estado de salida

Presión 0.1 bar

 

RESOLVER

Temperatura de salida ?

Trabajo ?

DATOS

Compresor

Aire

Masa 0.05 kg/s

Estado de entrada

Presión 100 kPa, Temperatura 30 ºC

Proceso

Adiabático

Estado de salida

Presión 6 bar

 

RESOLVER

Temperatura de salida ?

Trabajo ?

DATOS

Bomba de agua

Aire

Masa 15 kg/s

Estado de entrada

Presión 1 bar, Temperatura 20 ºC, Altura 0 m

Proceso

Adiabático

Estado de salida

Presión 13.6 bar, Altura 10 m

 

RESOLVER

Temperatura de salida ?

Trabajo ?

DATOS

Tobera de vapor

Vapor de agua

Masa 5 kg/s

Estado de entrada

Presión 30 bar, Temperatura 360 ºC, Velocidad 12 m/s

Proceso

Desconocido

Estado de salida

Presión 10 bar, Velocidad 140 m/s

 

RESOLVER

Área de salida ?

DATOS

Difusor

Aire (Gas ideal)

Masa 1.7 kg/s

Estado de entrada

Presión 100 kPa, Temperatura 130 ºC, Velocidad 230 m/s

Proceso

Calor -7.9 kW

Estado de salida

Presión 120 kPa, Temperatura 148 ºC

 

RESOLVER

Velocidad de salida ?

DATOS

Válvula de estrangulación

R-134a

Masa 0.12 kg/s

Estado de entrada

Presión 10.5 bar, Temperatura 34 ºC

Proceso

Isoentálpico, Calor 0 kW

Estado de salida

Presión 1.2 bar

 

RESOLVER

Temperatura de salida ?

Título de vapor en la salida ?

Incremento de entropía ?

DATOS

Generador de vapor

Agua / Vapor

Masa 12 kg/s

Estado de entrada

Presión 80 kPa, Temperatura 120 ºC

Proceso

Isóbaro

Estado de salida

Temperatura 500 ºC

 

RESOLVER

Calor ?

DATOS

Condensador de vapor

R-134a

m 0.032 kg/s

Estado de entrada

Presión 10 bar, Temperatura 64 ºC

Proceso

Incremento de presión -0.25 bar

Estado de salida

Presión 9.75 bar, Temperatura 32 ºC

 

RESOLVER

Calor ?