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WorksheetsDiagnóstico inicial - Diseño de Sistemas Térmicos
Total questions: 36
Worksheet time: 36mins
Un sistema cerrado intercambia calor con su entorno, pero no masa. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
La masa y la energía se conservan dentro del sistema.
Solo la masa se conserva dentro del sistema.
La energía interna permanece constante.
Se permite la entrada y salida de materia.
En un ciclo de Carnot ideal, la eficiencia térmica depende exclusivamente de:
La relación de presiones en el ciclo.
La calidad del fluido de trabajo.
Las temperaturas de los focos caliente y frío.
El tipo de proceso de compresión.
¿Cuál de los siguientes procesos representa un ciclo termodinámico?
Un gas que se expande isotérmicamente.
Un sistema que regresa a su estado inicial después de una serie de procesos.
Una expansión adiabática de un gas ideal.
Un aumento en la temperatura de un fluido en un intercambiador de calor.
En un proceso adiabático de un gas ideal, la entropía del sistema:
Siempre aumenta.
Permanece constante si el proceso es reversible.
Disminuye debido a la reducción de temperatura.
Aumenta o disminuye dependiendo de la presión.
Un ciclo de refrigeración opera entre dos temperaturas fijas. Su coeficiente de desempeño (COP) se define como:
Energía extraída de la fuente fría dividida por el trabajo neto de entrada.
El inverso de la eficiencia térmica.
Trabajo neto dividido por la energía extraída de la fuente fría.
El calor rechazado por el sistema.
En una turbina de gas ideal operando en un ciclo Brayton, el aumento de la relación de presiones:
Siempre disminuye la eficiencia del ciclo.
Puede aumentar la eficiencia, pero hay un límite óptimo.
No afecta la eficiencia del ciclo.
Reduce el trabajo neto del ciclo.
¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la entropía es correcta?
En un proceso reversible, el cambio de entropía del universo es cero.
La entropía solo cambia cuando hay transferencia de calor.
Los procesos irreversibles reducen la entropía del sistema.
La entropía de un sistema aislado puede disminuir.
Un motor térmico opera entre un foco caliente a 1000 K y un foco frío a 300 K. ¿Cuál es su eficiencia máxima teórica?
0.30
0.70
0.50
0.90
En un ciclo Rankine ideal, el proceso de expansión en la turbina es:
Isentrópico.
Isocórico.
Isotérmico.
Isobárico.
Si el volumen específico de un gas ideal se duplica a temperatura constante, ¿qué ocurre con la presión?
Se mantiene constante.
Se triplica.
Se reduce a la mitad.
Se duplica.
In a closed system, which property remains constant if the process is isochoric?
Pressure
Volume
Temperature
Enthalpy
A heat engine operates with an efficiency of 40% and produces 200 kW of useful work. How much heat is supplied?
300 kW
400 kW
500 kW
600 kW
La ecuación de Bernoulli es una expresión de:
La conservación de la energía para un fluido en movimiento.
La conservación de la masa.
La ley de viscosidad.
Un flujo incompresible es aquel en el que:
La densidad permanece constante.
No hay cambio de presión.
El fluido es ideal.
No existen fuerzas viscosas.
¿Qué representa el número de Reynolds?
La relación entre la presión y la velocidad.
La relación entre fuerzas inerciales y viscosas en un fluido.
La eficiencia de una bomba.
La pérdida de carga en una tubería.
Un orificio en un tanque abierto descarga agua. La velocidad de salida está dada aproximadamente por:
Torricelli: v= raíz(2gh).
La ecuación de continuidad.
La ecuación de Navier-Stokes.
La ecuación de estado.
Un medidor Venturi se usa para medir:
Velocidad de flujo.
Densidad del fluido.
Viscosidad.
Altura de presión.
En un tubo con diámetro decreciente, la velocidad del fluido:
Aumenta según la ecuación de continuidad.
Disminuye.
Permanece constante.
Depende de la temperatura.
Un fluido ideal es aquel que:
Es incompresible y tiene viscosidad nula.
No tiene densidad.
No obedece las ecuaciones de Navier-Stokes.
Solo existe en condiciones ideales.
La ecuación de Darcy-Weisbach se usa para calcular:
La presión estática.
Las pérdidas por fricción en tuberías.
La energía en un flujo compresible.
El empuje hidrostático.
Si el caudal en una tubería es constante y su diámetro se reduce a la mitad, ¿qué ocurre con la velocidad del fluido?
Se mantiene igual.
Se cuadruplica.
Se duplica.
Disminuye.
¿Qué condición debe cumplir un flujo para ser considerado turbulento?
Número de Reynolds mayor a 4000.
Número de Mach mayor a 1.
Viscosidad dinámica nula.
No sufrir pérdidas por fricción.
Which force is dominant in a laminar flow regime?
Viscous forces
Inertial forces
Gravitational forces
Surface tension
In a pipe flow, if the Reynolds number is 2500, the flow is:
Transitioning from laminar to turbulent.
Fully turbulent.
Fully laminar.
Incompressible.
En conducción térmica a través de una pared plana, la ecuación de Fourier establece que la tasa de transferencia de calor es proporcional a:
El gradiente de temperatura y la conductividad térmica.
La temperatura media de la pared.
La capacidad calorífica del material.
El calor específico del material.
¿Cuál de las siguientes es la condición para que ocurra convección forzada?
Un fluido se mueve debido a la flotabilidad.
Un fluido se mueve debido a una fuente externa, como un ventilador o una bomba.
No hay diferencia de temperatura en el sistema.
La transferencia de calor ocurre solo por radiación.
En transferencia de calor por radiación, la ley de Stefan-Boltzmann se aplica a:
Cuerpos negros.
Flujos de calor convectivos.
Materiales transparentes.
Transferencia de calor por conducción.
Un intercambiador de calor de flujo cruzado se caracteriza por:
Los fluidos que se mueven perpendicularmente entre sí.
Tener los fluidos moviéndose en direcciones opuestas.
No permitir la transferencia de calor entre los fluidos.
Un flujo en paralelo de ambos fluidos.
En un proceso de convección, el número de Nusselt representa:
La relación entre la transferencia de calor por convección y conducción.
La relación entre la fuerza de flotabilidad y la fuerza viscosa.
El tiempo necesario para que ocurra la transferencia de calor.
La relación entre la temperatura del fluido y la temperatura de la pared.
¿Qué factor afecta la transferencia de calor por radiación entre dos superficies?
La diferencia de presiones entre los cuerpos.
El coeficiente de emisividad de los materiales.
La velocidad del fluido que rodea las superficies.
La conductividad térmica del material.
En un tubo largo, el coeficiente de transferencia de calor por convección aumenta cuando:
La viscosidad del fluido aumenta.
El número de Reynolds aumenta, indicando un flujo más turbulento.
La velocidad del fluido disminuye.
La temperatura del fluido es constante.
En un intercambiador de calor de flujo en contracorriente, la eficiencia es mayor que en uno de flujo paralelo porque:
La diferencia de temperatura promedio entre los fluidos es mayor.
La transferencia de calor ocurre más rápido.
La conductividad térmica del material del intercambiador es mayor.
No hay pérdidas por fricción.
¿Cuál de las siguientes configuraciones de aletas disipa más calor?
Una aleta corta y gruesa.
Una aleta larga y delgada con alta conductividad térmica.
Una aleta con baja conductividad térmica.
Una aleta con temperatura constante en toda su superficie.
En un proceso de ebullición, la transferencia de calor es más efectiva cuando:
La presión del sistema es baja.
Se forma una capa estable de burbujas en la superficie de calentamiento.
No hay burbujas en el líquido.
El líquido está en equilibrio termodinámico.
In heat conduction through a solid wall, increasing the thermal conductivity will:
Increase the heat transfer rate.
Decrease the heat transfer rate.
Have no effect on the heat transfer rate.
Only affect the heat transfer rate in gases.
Which of the following heat exchangers is most effective for achieving a high temperature difference between two fluids?
Parallel flow heat exchanger
Counterflow heat exchanger
Crossflow heat exchanger
Shell and tube heat exchanger
