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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

104 

Balances de masa y energía 

Q = - 3000 kcal*h

-1

 

→ Q/L = - 3000 kcal*h

-1

*(1 h/50 kg) = - 60 kcal/kg 

 

W/L = 3,5 kW*(1000 W/1 kW)*(1 J*s

-1

/1 W)*(3600 s/50 kg)*(1 kcal/4185 J) = 60,22 kcal/kg 

 

Reemplazando  los  valores  de  v

2

,  v

1

ΔH,  Q/L  y  W/L  en  la  ecuación  (1)  se  obtiene  la  siguiente 

ecuación de segundo grado: 

 

5,173*10

-6

*T

2

2

 kcal/(kg*K

2

) + 0,24*T

2

 kcal/kg - 305,63 kcal/kg = 0 

 

Si T

2

 está dado en Kelvin, las unidades son homogéneas. Entonces puede resolverse la ecuación 

5,173*10

-6

*T

2

2

 + 0,24*T

2

 - 305,63 = 0 para encontrar el valor de T

2

. Resolviendo se tiene: 

 

T

2

 = 1239,5 K 

Y reemplazando este valor en la ecuación de v

2

 se obtiene: v

2

 = 257,82 m/s. 

Respuestas: 1239,5 K y 257,82 m/s. 

 

3.7.3 

Una bomba de 5 kW eleva agua hasta una altura de 25 m sobre la superficie de un lago. 

La  temperatura  del  agua  se  incrementa  en  0,1°  C.  Despreciando  cualquier  cambio  en  la  EC, 

determine la tasa de flujo másico. 

 

Sistema: Abierto. 

Δz*g/g

C

 + 

ΔH = (Q – W)/L 

 

En esta ecuación 

ΔH = c

P

*ΔT y Q = 0 

Reemplazando los valores conocidos: 

 

L*(25 m*9,81 m*s

2

*N/(1 kg*m*s

2

)) + L*(1 kcal/(kg*°C))*0,1° C = -5 kJ/s 

→ 245,25*L J/kg + 0,1 kcal/kg*4,184 J/cal*1000 cal/kcal*L = - 5000 J/s 

245,25*L J/kg + 418,4*L J/kg = - 5000 J/s 

→ L = 7,53 kg/s 

 

 



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