Hoja de ejercicios de Ciclos de potencia de gas con soluciones

Hoja de ejercicios de Ciclos de potencia de gas gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Nueva hoja de ejerciciosPractica en línea con pistas

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
vP1234qin​qout​

Un ciclo Otto ideal tiene una relación de compresión de 8,5. Al comienzo de la compresión el aire está a 300 K, y la temperatura máxima del ciclo es 2000 K. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla el trabajo neto w por kilogramo de aire, en kJ/kg.

r = 8,5T1 = 300 KT3 = 2000 Kk = 1,4cv = 0,718 kJ/(kg·K)
w = kJ/kg
2.Fácil
vP1234qin​qout​

Un ciclo Otto ideal tiene una relación de compresión de 6. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 6k = 1,4
η = %
3.Media
vP1234qin​qout​

Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión r = 17 y una relación de corte rc = v₃/v₂ = 2,2. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 17rc = 2,2k = 1,4
η = %
4.Media
vP1234qin​qout​

Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión r = 15 y una relación de corte rc = v₃/v₂ = 1,5. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

r = 15rc = 1,5k = 1,4
η = %
5.Difícil
vP1234qin​qout​

Un ciclo Brayton ideal funciona con una relación de presiones en el compresor de 14. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla su rendimiento térmico η en porcentaje.

rp = 14k = 1,4
η = %
6.Difícil
vP1234qin​qout​

Una central de turbina de gas funciona según un ciclo Brayton con una relación de presiones en el compresor de 6. El aire entra en el compresor a 290 K y en la turbina a 1200 K. El compresor tiene un rendimiento isentrópico del 85 % y la turbina del 90 %. Usa las hipótesis de aire estándar frío: el aire es un gas ideal con calores específicos constantes, k = 1,4, cp = 1,005 kJ/(kg·K) y cv = 0,718 kJ/(kg·K). Halla el trabajo neto wnet por kilogramo de aire, en kJ/kg.

rp = 6T1 = 290 KT3 = 1200 Kηc = 85%ηt = 90%k = 1,4cp = 1,005 kJ/(kg·K)
wnet = kJ/kg

Soluciones

  1. 1. w = 534,3 kJ/kg
  2. 2. η = 51,16 %
  3. 3. η = 61,37 %
  4. 4. η = 63,05 %
  5. 5. η = 52,95 %
  6. 6. wnet = 205,7 kJ/kg

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