Practica Exergia

1. Un dispositivo de cilindro-embolo contiene 0,05Kg de vapor de agua a 1MPa y 300ªC. el vapor se expande a un estado final de 200Kpa y 150ºC, por lo que realiza trabajo. Durante este proceso se estima perdidas de calor del sistema hacia a los alrededores d 2KJ. Si se supone que los alrededores están a To=25ºC y Po=100KPa, determine:

a) La exergia del vapor en los estados iniciales y finales.b) El cambio de exergia del vapor.c) La exergia destruida.d) La eficiencia según la segunda ley para este proceso.

2. Un repiente rigido aistado contiene 2lbm de aire a 20psi y 70ºF. una helice dentro del re cipiente se hace girar por una fuente de potencia externa hasta que la temperatura en el recipiente sube a 130ºF. si el aire de los alrededores esta a 70ºF determine:

a) La exergia destruida.b) El trabajo reversible para este proceso.

3. Un bloque de 5Kg que se halla inicialmente a 350ºC es enfriado rápidamente en un recipiente aislado que contiene 100KG de agua a 30ºC. suponiendo queel agua evaporada durante el proceso se condensa de nuevo en el recipiente y que los alrededores están a 20ºC y 100KPa, determine:

a) La temperatura de equilibrio final.b) La exergia del sistema combinado en los estados inicial y final.c) El potencial de trabajo desperdiciado durante este proceso.

4. El vapor de agua entra a una turbina en forma estacionaria a 3MPa y 450ºC a una razón de de 8Kg/s y sale a 0.2Mpa y 150ºC. el vapor pierde calor hacia a los alrededores a una taza de 300KW y el cual se halla a 100KPa y 25ºC, mientras que los cambios de la energía cinetica y potencial son significativas. Determine:

a) La salida de potencial realb) La salida de potencial máximoc) La eficiencia según la segunda leyd) La exergia destruidae) La exergia de vapor en las condiciones de entrada.

5. En una cámara de mezclado entra agua a 20psi y 50ºF a una taza de 3000lbm/min para ser mezclada de manera estacionaria con vapor de agua que ingresa a 20psi y 240ºF. la mezcla sale de la cámara a To=70ºF a una tasa de 180BTU/min sin tomar en cuenta los cambios en la exergias cinitica y potencial, determine la potencia reversible y la tasa de destrucción de exergia para este proceso.

6. Un dispositivo de cilindro-embolo contiene 5 Kg de refrigerante-134ª a 0.7MPa y 60ºC. el refrigerante se enfria ahora a presión constante hasta que existe como liquido a 24ºC. si el entorno esta a 100KPa y 24ºC, determine:

a) La exergia del refrigerante en los estados iniciales y fianlesb) La exergia destruida durante el proceso

7. Un tanque rigido de 1,2m3 contiene 2,13Kg de dióxido de carbono a 100Kpa. Ahora se realiza sobre el sistema trabajo de rueda de paleta hasta que la presión en el tanque sube a 120 KPa. Determine:

a) El trabajo real de rueda de paletas realizado durante el proceso.b) El trabajo minimo de rueda de paletas con el cual se puede realizar este proceso

( entre los dos mismos estado inicial y final) To=298K

19 Un radiador eléctrico de 30l que contiene aceite de calefacción se coloca en un cuarto bien sellado de 50 cm3 tanto el aire de cuarto tanto el aceite del radiador están inicialmente a la temperatura ambiente a 10 ºC se conecta ahora la electricidad con una potencia nominal de 1.8 KW. También pierde calor del cuarto a una tasa promedio de 0.35 KW, el calefactor se apaga después de cierto tiempo cuando las temperaturas de aire del cuarto y del aceite se miden como 20 y 50 ºC respectivamente. Tomando la densidad y el calor especifico del aceite como 950 Kg/m3 y 2.2 KJ/Kg ºC determine

a) Cuanto tiempo se mantiene encendido el calefactor b) La destrucción de exergia c) La eficiencia según la segunda ley

20. las superficies interna y externa de un vidrio de ventana de 2m X 2m de dimensiones de 0.5 cm de espesor están en invierno a 10 y 3ºC respectivamente. Si la tasa de perdida de calor a través de la ventana es 4.4 KJ/s determine la cantidad de perdida de calor en KJ, a través del vidrio durante un periodo de 5h, también determine la destrucción de exergia asociada con este proceso To = 5 ºC

21. una turbina de vapor de agua esta equipada para purgar 6% de vapor de entrada para calentamiento del agua de alimentación. Se opera con este vapor de 500psia y 600ºF ala entrada, presión de purga a 100psia y presión de escape 5psia la eficiencia de la turbina entra la entrada y el punto de purga es de 97%, y la eficiencia entre el punto de purga y el escape es 95%, calcule la eficiencia según la segunda ley de esta turbina To = 77 ºF

22. aire ambiente a 100 KPa y 300 K se comprime isentropicamente en un dispositivo de flujo estacionario a 1 MPa. Determine:

a) El suministro de trabajo al compresor

b) La exergia del aire a la salida del compresor c) La exergia de aire comprimido después de enfriarse a 300 K y 1MPa