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 ?