Este documento presenta dos ejercicios de termodinámica. El primero calcula el flujo de calor, rendimiento y otras variables para vapor de agua geotérmico que se usa para generar electricidad. El segundo analiza una unidad de aire acondicionado, calculando la potencia requerida para mantener una casa a 22°C dados los calores entrante y generado, y estima el costo diario de operación.

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 5
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
Melendez Engerth
C.I.: V-24.712.931
Cabudare, a los 14 días de Septiembre del 2016.

2. 1. El vapor de agua de origen geotérmico se considera una fuente de energía para
generar potencia en un sitio alejado. Si el vapor entra a 2 bar y una calidad del 65%
y condensa a líquido saturado antes de salir del motor térmico. Como fuente fría se
usa agua subterránea a 15°C y el motor térmico genera 3,70KW. Si el gasto másico
de vapor de agua es 50Kg/h. Determínese:
a) Flujo de calor extraído del vapor en KJ/h.
b) El flujo de calor cedido al depósito frío, KJ/h.
c) El rendimiento térmico, %.
Solución:
P=2 bar=200 KPa.
Con esta presión entramos a las tablas de presión de agua saturada y obtenemos:
hf=504,71 KJ/Kg; hg=2706,3 KJ/Kg.
a) El flujo de calor extraído del vapor es
QH = xṁ (hg − hf) = 0,65 ∗ 50
Kg
h
∗ (2706,3 − 504,71)
KJ
Kg
→
QH = 71551,68
KJ
h
b) El flujo de calor cedido al depósito podemos calcularlo del hecho que
Wneto = QH − QL → QL = QH − Wneto
Ahora necesitamos convertir el trabajo neto 3,70 KW a KJ/h:
Wneto = 3,70
KJ
s
∗
3600s
1h
= 13320
KJ
h

3. Entonces:
QL = 71551,675− 13320 = 58231,68
KJ
h
c) El rendimiento del motor térmico viene dado por
η =
Wneto
QH
=
13320
71551,675
→ η = 0,18616 = 18,62%
2. Una unidad de acondicionamiento de aire usa refrigerante 132ª, para mantener una
casa a 22°C. El calor generado en la casa por alumbrado, aparatos y personas
asciende a 6000KJ/h y el calor que entra del ambiente unos 18000KJ/h. Si la unidad
de acondicionamiento, tiene un coeficiente de realización de 3,2 y la temperatura
ambiental es de 40°C. Determínese:
a. Potencia neta que hay que suministrar, en KW.
b. Si la electricidad cuesta 17 Bs/ Kw·h y la unidad funciona durante medio día, calcule el
costo diario de funcionamiento.
Solución:
a) El coeficiente de realización COP viene dado por
COP =
Q̇ neto
Ẇ neta
De donde la potencia neta es
Ẇ neta =
Q̇ neto
COP
=
(Q̇ 22°C + Q̇ 40°C )
COP
=
(6000 + 18000)
3,2
KJ
h

4. Ẇ neta = 7500
KJ
h
∗
1h
3600s
= 2,083
KJ
s
= 2,083KW
b) El costo de funcionamiento diario de la unidad acondicionadora es
Costo Diario = 2,083KW ∗ 17
Bs
KW ∗ h
∗
12h
1mediodia
∗
2mediodia
1dia
Costo Diario = 849,86
Bs
dia