1.Fácil
Una central eléctrica entrega una potencia neta de 100 MW con un rendimiento térmico del 33 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇H por el combustible.
Ẇ = 100 MWη = 33%
Q̇H = MW
Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones
2.Fácil
Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 2,89 kW mientras su compresor consume 1,7 kW de potencia. Halla el calor Q̇H que cede por unidad de tiempo a la cocina.
Q̇L = 2,89 kWẆ = 1,7 kW
Q̇H = kW
3.Media
Un frigorífico reversible mantiene una cámara fría a -10 °C extrayendo 10 kW de calor, y cede calor al ambiente a 25 °C. Halla el calor Q̇H que cede por unidad de tiempo.
TL = -10 °CTH = 25 °CQ̇L = 10 kW
Q̇H = kW
4.Media
Una máquina térmica reversible (de Carnot) toma 3700 kJ de calor de un foco a 550 °C y cede 1430 kJ por ciclo. Halla la temperatura TL del foco frío en °C.
TH = 550 °CQH = 3700 kJQL = 1430 kJ
TL = °C
5.Difícil
Una bomba de calor mantiene una casa a 21 °C mientras fuera hay 0 °C, y aporta 14 kW de calor a la casa. Halla el máximo coeficiente de rendimiento posible COPmax.
TH = 21 °CTL = 0 °CQ̇H = 14 kW
COPmax =
6.Difícil
Una bomba de calor aporta 4 kW de calor a un sistema de calefacción a 45 °C, tomando calor de un foco a 5 °C. Su COP real es el 45 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.
TH = 45 °CTL = 5 °CηII = 45%Q̇H = 4 kW
Ẇ = kW
Soluciones
- 1. Q̇H = 303 MW
- 2. Q̇H = 4,59 kW
- 3. Q̇H = 11,33 kW
- 4. TL = 44,99 °C
- 5. COPmax = 14,01
- 6. Ẇ = 1,118 kW
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