1.Fácil
Una máquina térmica absorbe 3600 kJ de calor de un foco caliente y cede 2160 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla su rendimiento térmico η.
QH = 3600 kJQL = 2160 kJ
η = %
Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones
2.Fácil
Una central eléctrica entrega una potencia neta de 400 MW con un rendimiento térmico del 35 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇H por el combustible.
Ẇ = 400 MWη = 35%
Q̇H = MW
3.Media
Un frigorífico reversible mantiene una cámara fría a -25 °C extrayendo 4 kW de calor, y cede calor al ambiente a 40 °C. Halla el calor Q̇H que cede por unidad de tiempo.
TL = -25 °CTH = 40 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Media
Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 425 °C y un foco frío a 40 °C. Absorbe 1900 kJ de calor. Halla el trabajo máximo Wmax que podría producir.
TH = 425 °CTL = 40 °CQH = 1900 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
Una bomba de calor aporta 15,5 kW de calor a un sistema de calefacción a 55 °C, tomando calor de un foco a 2 °C. Su COP real es el 35 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.
TH = 55 °CTL = 2 °CηII = 35%Q̇H = 15,5 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
Un frigorífico mantiene su compartimento a 4 °C en una cocina a 30 °C, extrayendo calor del compartimento a razón de 4 kW. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇmin.
TH = 30 °CTL = 4 °CQ̇L = 4 kW
Ẇmin = kW
Soluciones
- 1. η = 40 %
- 2. Q̇H = 1143 MW
- 3. Q̇H = 5,048 kW
- 4. Wmax = 1048 kJ
- 5. Ẇ = 7,153 kW
- 6. Ẇmin = 0,3752 kW
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