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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

112 

Balances de masa y energía 

el trabajo efectuado por una mol de gas durante una expansión isotérmica desde un volumen inicial 

V

1

 hasta un volumen final V

2

Respuesta: W = RT ln [(V

2

 

– b) / (V

1

 

– b)] 

 

3.12.5

 Un gas en un recipiente está a una presión de 1,5 atm y a un volumen de 4 m

3

. ¿Cuál 

es el trabajo realizado por el gas cuando se comprime a presión constante hasta un cuarto de su 

volumen inicial. 

R/ 

– 455962,5 J. 

 

3.12.6

 A través de un dispositivo que produce trabajo, se tiene un flujo permanente de 0,3 kg/s. 

La entalpía y la velocidad del fluido a la entrada son 230 kJ/kg y 90 m/s, respectivamente. A la 

salida la entalpía y la velocidad son 174 kJ/kg y 15 m/s. Si el proceso es adiabático y se desprecia 

el cambio de energía potencial, ¿cuál es la potencia, en kw, desarrollada por el dispositivo? 

R/ 17,98 kw. 

 

3.12.7

  Se  comprimen 60 kg  de aire  en  un  cilindro  a  presión  constante  de  80 kPa,  desde  un 

volumen inicial de 20 m

3

 hasta un volumen final de 16 m

3

. El calor extraído es 110 kJ. (a) ¿Cuál es 

el cambio de energía interna del aire? (b) ¿Cuál es el cambio de entalpía del aire? 

R/ (a) 210 kJ (b) 

– 110 kJ. 

 

3.12.8

 Entran a una tobera 0,35 kg /s de aire a una velocidad de 10 m/s y una entalpía de 856 

kJ/kg . En la tobera la pérdida de calor es de 2,1 kJ/kg y el aire sale con una entalpía de 545 kJ/kg. 

Calcúlese la velocidad de salida para el aire en estas condiciones y en condiciones adiabáticas. 

R/ 786,07 m/s y 788,73 m/s. 

 

3.12.9

 La presión de entrada a una bomba es 60 kPa y la presión de salida es 620 kPa. El flujo 

de agua a través de la bomba es 56 L/min. Si la tubería de entrada y la de  salida tienen la misma 

elevación y el mismo diámetro, determine la potencia necesaria de la bomba en kilovatios. 

R/ 0,523 kw. 

 



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