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Exercices

Résolvez vos exercices en deux minutes et concentrez-vous sur la compréhension des systèmes thermodynamiques.

Cette page contient des exercices de thermodynamique corrigés. Ils peuvent être utilisés dans tous les contextes d’enseignement et d’apprentissage :

  • En cours magistraux, pour illustrer des exemples et des démonstrations.
  • Lors de séances de résolution de problèmes, comme exercices à réaliser sur téléphone portable.
  • Lors des séances de travaux pratiques, nous modéliserons des processus à partir de données expérimentales.
  • Pour l’étude personnelle, comme support d’auto-apprentissage.

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 ?