1. 2do Examen (en línea)
Grupo: 5MM6 Parcial : 2
Asignatura : Termodinámica II
Ciclo escolar: 2022-1
Nombre: figueroa valencia hector jerson
Boleta: 2019360332
Instrucciones para examen en linea:
1.- Una vez que el estudiante ha ingresado a la sesión de examen por videoconferncia en cuya invitación el docente
ha adjuntado el archivo con el examen a resolver por correo-e, el estudiante debe confirmar al docente la recepción
del examen con su cámara encendida cuando el docente esté pasando lista de asistencia.
2.- El estudiante puede resolver el examen en la aplicación que se le facilite, a escoger de: Excel, Word, Pdf o
manuscrito en hojas escanedo o fotografiado, y enviarlo resuelto dentro de un archivo identificado con sus apellidos
y el grupo.
3.- El docente informará al estudiante de cuanto tiempo dispone para resolver el examen, comunicando la hora
máxima para enviarlo al correo institucional del docente, el cual es: ltorresp@ipn.mx
4.- Cuando el estudiante haya resuelto el examen, antes de la hora indicada o en la máxima establecida por el
docente, el estudiante debe comunicarlo al docente por la sesión de videoconferencia con su cámara encendida, y
enviar el examen al correo institucional del docente mediante un archivo identificado con sus apellidos y el grupo.
5.- El docente confirmará al estudiante que ha recibido, identificado y abierto el examen en el formato de aplicación
con el que el estudiante ha enviado el examen resuelto. De esta manera, el docente valida su entrega y el
estudiante puede apagar su cámara y salir de la videoconferencia.
6.- El docente da una tolerancia de 10 minutos después de la hora máxima para enviar el examen resuelto y
proceder a la validación conforme lo descrito en el punto 4.
7.- Si el estudiante no se comunica para entregar el examen resuelto antes del tiempo límite y dentro de la
tolerancia, el docente da por entendido que no lo ha resuelto y la calificación del examen será cero.
8.- El tiempo de ejecución del examen será establecido por el docente al estudiante y no será mayor a 1:20 horas.
EXAMEN 2do PARCIAL
1) Responda las preguntas con sus propias palabras e interpretación de los conceptos, no haga
copiado-pegado de textos de libros o de otras fuentes, sólo las representaciones ilustrativas como
respaldo a su respuesta podrán copiarse de las fuentes de información.
En las preguntas conceptuales, apoye su respuesta con una representación ilustrativa con un
croquis, diagrama, gráfica, dibujo, imagen,etc., y con una expresión matemática algebraica,
diferencial, vectorial, etc., que apoye el concepto.
2) Anote sus datos personales en el examen e identifique al archivo del examen resuelto con su
su nombre empezando con sus apellidos y el número del grupo e indicando 2do examen parcial.
3) Las preguntas valen 2.0 puntos cada una; los problemas valen 3.0 puntos cada uno.
Entropía y Ciclo de aire estándar
1.- a) ¿Cómo se puede interpretar la Entropía a partir de las unidades de medición que se obtienen
en el análisis dimensional de su deducción?
b) ¿Qué interpretación se le da a la Entropía a partir de la diferencia de magnitud que se obtiene en
el análisis de procesos y ciclos termodinámicos?
c) Un sistema se somete a un proceso entre dos estados fijos, primero de manera reversible
2. y después de modo irreversible. ¿En cuál caso el cambio de la entropía es mayor? ¿Por qué?
a) Puede ser una propiedad intensiva si se toma la masa (kJ/kg)ºK
Puede ser una propiedad extensiva si no tomamos la masa (kJ/kg)
b) Se establece que para cualquier proceso ciclico no hay un trabajo de salida, por lo que no es un
el sistema combinado intercambia calor solamente con un depósito de energía y la temperatura
Por lo que en base en lo anterior la entropía es la suma de todas las cantidades de transferenci
c) Es el mismo sin importar la trayectoria (reversible o irreversible), porque es una propiedad y tie
2.- a) ¿Cuáles son los supuestos que deben cumplir los ciclos llamados de aire estándar?
b) ¿Cuál es la diferencia entre el volumen de espacio libre y el volumen desplazado de los
motores reciprocantes que operan con el mecanismo formado por cilindro, pistón, biela, manivela?
c) ¿Cómo se denominan los volumenes anteriores?
d) Defina la relación de % de volumen muerto y la relación de compresión para los motores
reciprocantes.
a) la compresion isoentropica en una bomba
adicion de calor constante en una caldera
expansion isoentropica en una turbina
rechazo de calor constante en un condensador
constante en un condensador
b) El volumen de holgura es el volumen minimo que puede formar el cilindro y el volumen de desp
como el piston se mueve entre los puntos muerto superior y muerto inferior
c) es el volumen de holguera y volumen muerto
d) es la relacion que existe entre los volumenes maximo y minimo del cilindro
Problemas: Entropía y Ciclo de aire estándar
Para resolver los problemas siga las instrucciones siguientes:
1) Sustituya los valores de las variables donde aparecen los signos listados a
continuación conforme a la simbología siguiente:
udb = último dígito de su boleta, si es cero asigne el valor de 1.
2udb = los dos últimos dígitos de su boleta
3udb = los tres últimos dígitos de su boleta
3. 4udb= los cuatro últimos dígitos de su boleta
si en los casos de 2udb,3udb y 4udb el dígito de la izquierda es 0, entonces asigne
en su lugar el valor de 1.
2) Haga para todos los problemas el croquis ó diagrama de bloques
3) Siga la metodología siguiente ( Procurando llevar el orden de la secuencia):
(1)Datos: (2) Incógnitas: (3)Recursos (fórmulas, dibujos, gráficas,
valores de constantes de tablas, etc.,
relacionando datos con incógnitas y
planteando solución)
(4)Desarrollo :
(5)Resultados:
3.- Se propone poner en funcionamiento la planta de potencia de vapor mostrada en la figura 3.
El agua se evapora completamente en la caldera de modo que la transferencia de calor Qs se
hace a temperatura constante. ¿Cumple esta propuesta la desigualdad de Clausius?
Suponga que no hay transferencia de calor ni en la bomba ni en la turbina.
Datos:
Vapor saturado P3 = udb*1000 kPa
Qs = QA 3
WT
Agua líquida 2 4
saturada P2 =udb*1000 kPa X4 = 95%
P4 = udb*10 kPa
Bomba
1
Wb P1 = udb*10 kPa
X1 = 5%
Qc = QB
Incógnita: T [°C]
Δs =
Δs < 0 ?
2 3
1 4
0 s [kJ/kgK]
Recursos: Desarrollo:
Condensador
Caldera
Turbina
h ℎ ℎ 485 55
4. h2= hf y h3=hg de 2000 kPa en tabla de agua saturada.
Resultado:
AL SER UN RESULTADO NEGATIVO SE CUMPLE CON LA DESIGUALDAD DE CLAUSIUS
4.- Un motor con un diámetro y una carrera de 0.1 m x 0.12 m y un
% de volumen muerto de 10, se somete a una presión mínima de (75 + udb) kPa
y a una presión máxima de (12 + udb) Mpa.
Si opera en un ciclo de aire estándar como el mostrado en la figura 1, determine:
a) El volumen desplazado o cilindrada Vc en m³ y cm³
b) La relación de compresión r
c) La PME en kPa
P PMS L PMI
3
2
4
1
V
Fig.1
Datos: Incógnitas: Recursos:
D = 0.1 M a) Vc = ?
h= ℎ𝑓 + 𝑥ℎ𝑓𝑔
∆𝑆𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 =
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑
𝑇𝑐𝑎𝑙𝑑
−
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑
𝑇𝑐𝑜𝑛𝑑
𝑄 = 𝑚 ℎ3 − ℎ2
𝑄𝑐𝑎𝑙 = 𝑚(ℎ3 − ℎ2)
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑚(ℎ4 − ℎ1)
ර
𝛿𝑄
𝑇
𝑇𝑐𝑎𝑙𝑑 = 212.4 °𝐶 = 485.55 𝐾
𝑇𝑐𝑜𝑛𝑑 = 60.1°𝐶 = 333.25 𝐾
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑 = 𝑚 ℎ3 − ℎ2 = 1 2799.5 − 908.8 = 1890.7 𝑘𝐽
ℎ1 = ℎ𝑓 + 𝑥2ℎ𝑓𝑔 ℎ4 = ℎ𝑓 + 𝑥1ℎ𝑓𝑔
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 𝑚 ℎ4 − ℎ1 = (1)( 251.4 + 0.95 2358.3 − [251.4 + (
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑 = 2122.47 𝑘𝐽
∆𝑆𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 =
𝑄𝑐𝑎𝑙𝑑
𝑇𝑐𝑎𝑙𝑑
−
𝑄𝑐𝑜𝑛𝑑
𝑇𝑐𝑜𝑛𝑑
=
1890.7
212.4
−
2122.47
60.1
∆𝑆𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 = -26.41
∆𝑆𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 = -26.41
5. L = 0.12 M b) r = ?
%Vm = 0.1 c) PME = ?
P1 = 77 kPa
P3 = 14000 kPa Wciclo = (PME)*(V1 - V2)= (PME)*(rV2 - V2)
Vd= 0.942 litros Wciclo = (V2/(1-k))*(rP4-P3+P2-rP1)
Desarrollo:
(.942+.1*.942)/(.1*.942)= 11
Resultados:
(77*11)[(11)exp.1.4-1 -1)(.4)]/.4*10=136.32 kPa PME=136.32 kPa
