Exercicis d’ampliació . Unitat 1_1 1. Una màquina tèrmica té una potència ùtil de 200 CV. Quin serà el se consum de gas natural a 3 atm i 68
o
F (Pc en CN = 11000 Kcal/m3 ) per hora de
funcionament si té un rendiment del 55%? (RESPOSTA.... 7,49 m3) 2. Determina el rendiment del motor d’un automòbil que ocnsumeix 10L de gasolina (PC = 9500 Kcal/L) cada 100 Km si, anant a una velocitat mitjana de 90 km/h, desenvolupa una potència de 80 CV. (RESPOSTA.... 0,593 (59,3%)) 3. Una caldera mixta calefacció-aigua calenta funciona amb gas natural de poder calorific pc = 62 MJ/kg. Quan només subministra aigua calenta, pot donar-ne fins a un cabal de q = 13,2 L/min i elevar-ne la temperatura fins a t = 30 oC. Determina en aquestes condicions: a. La potència útil (P), tenint en compte que la calor específica de l’aigua (C
aigua)
és de 4,18 J/(g oC). (RESPOSTA.... 27,59 KW)
b. El rendiment (η), si el consum de combustible (qcomb) és de 0,52 g/s. (RESPOSTA.... 0,8558) c. El temps (t) i el combustible (m) necessaris per escalfar 30 oC un volum d’aigua (V) de 180 L. (RESPOSTA.... 818,2 s i 425,5 g) 4. Quina pressió tindrà l’aire contingut en un recipient de 10L de volum a 30 oC si a 0oC la pressió és de 6 bar? (RESPOSTA.... 6,66 · 105 Pa) 5. A pressió d’1 atm i temperatura de 0 oC, 700 L d’aire es dilaten un 35% en volum. Calcula l’increment de temperatura que ha sofert l’aire en el procés de dilatació. (RESPOSTA.... 95,55 oC) 6. Amb una batedora se subministren 100KJ a 3 L d’aigua a 48 oC continguts en un recipient. Si al mateix temps s’extreuen 400 KJ, quina serà la temperatura de l’aigua al final del procés? (RESPOSTA.... 24 oC)
7. Una bala de plom de 3 g que viatja amb una velocitat de 400 m/s s’atura en un arbre. Si tota l’energia cinètica es transforma en energia tèrmica, troba l’increment de temperatura en la bala. És raonable la resposta? (ce plom = 0,0305 cal/g oC). (RESPOSTA.... 629,5 oC, No) 8. Una moneda de 3 g de coure a 25 oC cau a terra des d’una alçaca de 50m. (Ce coure = 0,0924 cal/g oC). a. Si el 60% de l’energia potencial inicial es gasta en augmentar l’energia interna, determina la temperatura final. (RESPOSTA.... 25,75 oC) b. Depèn el resultat de la massa de la moneda? Raona-ho (RESPOSTA.... No) 9. Un gas en un recipient està a una pressió d’1,5 atm i aun volum de 4 m3. Quin és el treball fet pel gas quan: a. S’expansiona a una pressió constant fins al doble del volum inicial. (RESPOSTA.... 6,075 · 105 J) b. Es comprimeix a pressió constant fins a ¼ del volum inicial. (RESPOSTA.... 4,56 · 105 J) 10. Tenim 4 mols d’un gas que es pot considerar ideal que es comprimeixen de manera adiabàtica (γ = 1,6) des de 5 bar de pressió a 20 oC fins a 10 bar. Determina: a. El treball fet sobre el gas. (RESPOSTA.... -4750 J) b. Si la compressió es fes seguint un rocés isotèrmic, quin seria el treball? (RESPOSTA.... -6754 J)