Unidad 2 termodinamica

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD "FERMIN TORO"
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO
MECÁNICO
ASIGNATURA: TERMODINÁMICA 1
SEMESTRE: IV
TUTOR: ING. FRANCISCO J. VARGAS C.
EJERCICIO UNIDAD 2
INTEGRANTES
·Herrera Cesar
C.I.: V-26.261.720
·Guzamana Sergio
C.I.: V-22.194.901
·Rodriguez Marcos
C.I.: V-20.929.536
Cabudare, a los 07 días de Septiembre del 2016.

2. ASIGNACIÓN N°2
Ejercicio A: Se va a proceder a cargar un sistema de refrigeración con refrigerante 134ª. El
sistema, que tiene un volumen de 0,024 m3, primero se evacúa y después se carga despacio
con el refrigerante, a una temperatura constante de 26,7C. Determínese:
a. ¿Cuál será la masa del 134ª en el sistema cuando la presión alcance 242,22 KPa?
b. ¿Cuál será la masa del 134ª en el sistema cuando se llena con vapor saturado?
c. ¿Qué fracción de 134ª existirá en forma de líquido cuando se hayan colocado 1,36Kg de
refrigerante en el sistema?
a) Como el valor de la presión dada no aparece en la tabla de refrigerante saturado
debe interpolarse para conocer a la presión de 242,22KPa su temperatura de
saturación. Sin embargo, si se observa que los dos valores de las temperaturas que
están antes y después de la presión dada son menores que 26,7°C, entonces
concluimos que el refrigerante a esta presión se encuentra sobrecalentado.
La masa del refrigerante se obtiene a partir de la fórmula:
𝑚 =
𝑉
𝑣
Para obtener el valor del volumen específico interpolamos:
𝑣 − 0,09423
26,7 − 26
=
0,09812 − 0,09423
30 − 20
→ 𝑣 = 0,09684
𝑚3
𝐾𝑔
La masa del refrigerante a la presión indicada es entonces:
𝑚 =
𝑉
𝑣
=
0,024
0,09684
= 0,2478𝐾𝑔
b) La masa del refrigerante si se llena ahora el sistema con vapor saturado es entonces
𝑚 =
𝑉
𝑣𝑔
Y, al igual que en a, vg lo calculamos interpolando:

3. 𝑣𝑔 − 0,029976
26,7 − 26
=
0,028242− 0,029976
28 − 26
→ 𝑣𝑔 = 0,029369
𝑚3
𝐾𝑔
Asi:
𝑚 =
0,024
0,029369
= 0,8172𝐾𝑔
c) En primer lugar determinemos el estado del refrigerante al adicionar la cantidad de
este en el sistema.
La calidad de la mezcla es
𝑥 =
𝑣 − 𝑣 𝑓
𝑣𝑔 − 𝑣 𝑓
En donde
𝑣 =
𝑉
𝑚 𝑡
=
0,024
1,36
= 0,0176𝐾𝑔
y
𝑣 𝑓 − 0,0008313
26,7 − 26
=
0,0008366− 0,0008313
28 − 26
→ 𝑣 𝑓 = 0,0008332
𝑚3
𝐾𝑔
Luego:
𝑥 =
0,0176 − 0,0008332
0,029369 − 0,0008332
= 0,5876
Este valor indica el porcentaje de vapor presente en la mezcla; por lo tanto la
fracción de líquido en la mezcla de refrigerante es
%liqrefr=1-x=1-0,5876=0,4124=41,24%

4. Ejercicio B: Un tanque contiene freón-12 a 37,78°C. El volumen del tanque es de 1600
cm3, y el volumen inicial de líquido en el tanque es igual al volumen del vapor. Se añade
freón-12 forzándolo dentro del tanque hasta tener una masa de 45,4 Kg. ¿Cuál es el
volumen final del líquido en el tanque asumiendo que la temperatura se mantiene en 37,78
°C?; ¿Qué masa entra después al tanque?
Vamos en primer lugar a determinar la condición del refrigerante una vez que se ha
incorporado al sistema la masa adicional del mismo:
El volumen específico de refrigerante es
𝑣 =
𝑉
𝑚
Con V=0,016m3 y m=45,4kg se obtiene
𝑣 𝐹 =
0,0016
45,4
= 0,00003524
𝑚3
𝐾𝑔
Ahora interpolamos a la temperatura de 37,78°C interpolamos para conseguir vf y vg:
𝑣 𝑓 − 0,0007880
37,78 − 36
=
0,0007929 − 0,0007880
38 − 36
→ 𝑣 𝑓 = 0,0007924
𝑚3
𝐾𝑔
𝑣𝑔 − 0,02012
37,78 − 36
=
0,01912 − 0,02012
38 − 36
→ 𝑣𝑔 = 0,01923
𝑚3
𝐾𝑔
Como vF<vf, entonces el recipiente contiene solo refrigerante líquido, cuyo contenido es
igual al volumen del tanque, es decir:.

5. VF=V=1600cm3.
La masa mF que ingresa al tanque es
mF=45,4-mi
Y la masa mi es
𝑚 𝑖 =
𝑉
𝑣𝑖
Como inicialmente existe dentro del tanque la misma cantidad de líquido y vapor, entonces
la calidad de la mezcla es 0,5. El volumen específico inicial a la temperatura dada viene
dado por
𝑣𝑖 = 𝑣 𝑓 + 𝑥(𝑣𝑔 − 𝑣 𝑓)
𝑣𝑖 = 0,0007924 + 0,5 ∗ (0,01923 − 0,0007924) = 0,0100112
𝑚3
𝐾𝑔
Entonces:
𝑚 𝑖 =
0,0016
0,0100112
= 0,1598𝐾𝑔
Finalmente:
mF=45,4-0,1598=45,2402Kg