Una bomba de 5 kW eleva agua hasta una altura de 25 m sobre la superficie de un lago. La temperatura del agua se incrementa en 0,1° C. Despreciando cualquier cambio en la EC, determine la tasa de flujo másico.

Potencia de la Bomba: La potencia de la bomba se puede expresar en términos de energía potencial y energía térmica. La potencia hidráulica necesaria para elevar agua a una altura

h se calcula como:

P = m * g * h

donde:

P es la potencia (en W),

m es la tasa de flujo másico (en kg/s),

g es la aceleración debida a la gravedad (9.8 m/s2)

h es la altura (en m).

Incremento de Temperatura: La energía adicional proporcionada al agua debido al incremento de temperatura se relaciona con la capacidad calorífica del agua. La energía térmica se puede calcular como:

Q = m * cp * ⋅ΔT

donde:

Q es la energía térmica (en J)

cp es la capacidad calorífica específica del agua (aproximadamente

4184 J kg C

4184J kg C )

ΔT es el cambio de temperatura (en °C)

Energía Total: La potencia total de la bomba puede expresarse como la suma de la potencia hidráulica y la potencia térmica:

P = m * g * h + m * cp * ΔT

Sustituyendo

P = 5000 W, g = 9.8 m/s2, h = 25m, cp = 4184J kg C , y ΔT = 0.1 C:

5000 = m * 9.8 * 25 + m * 4184 * 0.1

Simplificando:

5000 = m (245 + 418.4)

5000 = m * 663.4

Despejando m:

m = 5000 / 663.4 = 7.53 kg/s

Una bomba de 5 kW eleva agua hasta una altura de 25 m sobre la superficie de un lago. La temperatura del agua se incrementa en 0,1° C. Despreciando cualquier cambio en la EC, determine la tasa de flujo másico.​

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Otras preguntas

Una bomba de 5 kW eleva agua hasta una altura de 25 m sobre la superficie de un lago. La temperatura del agua se incrementa en 0,1° C. Despreciando cualquier cambio en la EC, determine la tasa de flujo másico.