2.5 Un globo esfrico con dimetro de 6m se llena con helio a 20C y 200 KPa. Determinar el nmero de moles y la masa de helio con el globo Datos d=6m T=20C P=200KPa Helio es gas ideal

2.8 El aire en un neumtico de automvil cuyo volumen es de 0,53 ft3 est a 90F y 20 psig lbf/in2 presin manomtrica. Determine la cantidad de aire que debe agregarse para elevar la presin hasta el valor recomendado de 30 psig. Suponga que la presin atmosfrica es de 14.6 psia lbf/in2 presin absoluta y que la temperatura y el volumen permanecen constantes Respuesta 0.0260lbm T

2.9 Un tanque rgido contiene 20 lbm de aire a 20 psia y 70F se agrega mas aire al tanque hasta que la presin y la temperatura se elevan hasta 35 psia y 90F respectivamente . Determine la cantidad de aire agregada al tanque.

2.10 La densidad del aire atmosfrica varia con la elevacin y decrece con el aumento de la altitud a) use los datos que se indica en la tabla y obtenga una relacin para la varacion de la densidad con la elevacin y calcule la densidad a una elevacin de 7000m b) calcule la masa de la atmosfera, use la correlacin que obtuvo. Suponga que la tierra es una esfera perfecta con un radio de 6377 km y tmese el espesor de la atmosfera como 25 kmZ, kmp,kg/m3

63771.225

63781.112

63791.007

63800.9093

63810.8194

63820.7364

63830.6601

63850.5258

63870.4135

63920.1948

63970.08891

64020.04008

)x109 kg/km3

2.15 En un Sistema de tuberas, la temperatura del agua permanece por abajo de 40C. Determine la presin minina admisible en el sistema para evitar la cavitacin.

2.16el anlisis de una hlice que opera en el agua a 20C muestra que la presin en las puntas de la misma cae hasta 2 kPa en altas velocidades. Determine si existe peligro de cavitacin para esta hlice

La presin mnima en las puntas es de 2 kpa, esta presin es menor a la presin de vapor a 20C por lo que existir cavitacin en las puntas de la hlice.

2.17 El anlisis de una hlice que opera en el agua a 70C muestra que la presion en las puntas de la misma cae hasta 0.1psia a altas velocidades. Determine si existe peligro de cavitacin para esta hlice.

La presin mnima en la punta de la helice es de 0,1 psia esta presin es menor a la presin a 70C por lo que existe cavitacin en la hlice.2.18 Se usa una bomba para transportar agua hasta un deposito alto se la temperatura del agua es de 25C determine la presin ms baja que puede existir en la bomba sin cavitacin.

Por lo tanto la presin mnima para que no exista la cavitacin es 3,17kpa

2.30 Se observa que la densidad de un gas ideal decrece n 10 por ciento cuando se comprime en forma isomtrica de 10 atm hasta 11atm. Determine el porcentaje de disminucin en la densidad del gas si se comprime en forma isotrmica de 100 atm hasta 101 atm.

k Gases ideales =PK=p

A 10 atm

A 100 atm

El porcentaje de disminucin de la densidad del gas de 10 a 11 atm es de 10 % mientras que si es de 100 a 101 es de 1%.

2.37 La densidad del agua de mar en una superficie libre donde la presin es de 98 kpa es aproximadamente de 1030 kg/m3. Tome el mdulo de elasticidad de volumen del agua de mar como 2.34 x 109 N/m2 y expresando la variacin con la profundidad z como dp = pgdz determine la densidad y la presin a una profundidad de 2500m. Descarte el efecto de la temperatura.

2.43 Se debe mover un bloque de 50 cm x 30 cm x 20 cm que pesa 150N a una velocidad constante de 0.8 m/s sobre una superficie inclinada con un coeficiente de friccin de 0.27 a) determine la fuerza F necesaria a aplicar en la direccin horizontal b) Si se aplica una pelcula de aceite de 0.4mm de espesor, con una viscosidad dinmica de 0.012Pa.s entre el bloque y la superficie inclinada, determine el porcentaje de reduccin en la fuerza necesaria.Fx = 0: F1 Ff cos 20 FN1 sin 20= 0 (1)

Fy = :0 FN1 cos 20 Ff sin 20W = 0 (2) Ff = fFN1 (3)

F1 = Ff cos 20+ FN1 sin 20F1= (0.27177 N) cos 20+ (177 N) sin 20F1=105.5 N

Fx = 0 : F2 Fs cos 20 FN2 sin 20 =0 (4)

Fy = 0 : FN2 cos 20 Fs sin 20 W =0 (5)

FN2 = (Fs sin 20 +W) / cos 20

FN2= [(2.4 N) sin 20+ (150 N)]/ cos 20FN2= 160.5 N

F2 = Fs cos 20+ FN2 sin 20 F2= (2.4 N) cos 20+ (160.5 N) sin 20F2= 57.2 N

fuerza necesaria=

2.44 Considere el flujo de un fluido con viscosidad u por un tubo circular. El perfil de velocidad en el tubo se expresa como u(r)=umax((r)1-r^n /R^n) en donde umax es la velocidad mxima de flujo, la cual se tiene en linea central; r es la distancia desde la lnea central y u(r) es la velocidad de flujo en cualquier posicin r. desarrolle una relacin para la fuerza de arrastre ejercida sobre la pared del tubo por el fluido en la direccin del flujo, por unidad de longitud del tubo.

2.45 Se jala horizontalmente de una placa plana delgada de 20cm x 20 cm a 1m/s a travs de una capa de aceite de 3.6mm de espesor, que esta entre dos placas, una estacionaria y la otra movindose a una velocidad constante de o.3m/s como se muestra en la figura. La viscosidad dinmica del aceite es de 0.027Pa.s suponiendo que la velocidad en cada una de las capas de aceite varia en forma lineal a) trace la grfica del perfil de velocidad en cada una de las capas de aceite y encuentre el lugar en donde la velocidad del aceite es cero b) determine la fuerza que se necesita aplicar sobre la placa para mantener este movimiento.

F = F1+ F2 =1.08+ 0.54 = 1.62 N

2.63 Los nutrienes disueltos en el agua los llevan hasta las partes superiosres de las plantas diminutos tubos, en parte debido al efecto de capilaridad. Determine hasta que altura ascender la solucin acuosa en un rbol, en un tubo cuyo dimetro mide 0.005mm, como resultado del efecto de capilaridad. Trae la solucin como agua a 20C con un Angulo de contacto de 15

2.65 Contrario a lo que el lector podria esperar, una bola de acero solido puede flotar sobre el agua debido al efecto de la tensin superficial. Determine el dimetro mximo de una bola de acero que flotara sobre el agua a 20C cual seria su respuesta para una bola de aluminio tome la densidad de la bola de acero y de aluminio como 7800 kg/m3 y 2700 kg/ m3 respectivamente.

2.67 Un tanque de 20 m3 contiene nitrogeno a 25C y 800 kPa. Se deja escapar algo de nitrgeno hasta que la presion en el tanque baja a 600 kPa. Si la temperatura en este punto es de 20C determine la cantidad de nitrgeno que ha escapado.

2.78 Considere una chumacera de 30 cm de largo que se lubrica con aceite cuya viscosidad es de 0.1 kg/m.s a 20C al principio de la operacin, y de 0.008 kg/m.s a la temperatura de operacin anticipada de 80C. el dimetro de la flecha es de 8 cm y la brecha promedio entre esa flecha y la chumacera es de 0.08cm determine el par de torsin necesario para vencder la friccion en la chumacera, inicialmente y durante la operacin estacionaria cuando la flecha se hace girar a 500 rpm