Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una máquina térmica absorbe 3900 kJ de calor de un foco caliente y cede 2730 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla su rendimiento térmico η.

Una bomba de calor con un coeficiente de eficiencia de 4,1 aporta 13,5 kW de calor a una casa. Halla el calor Q̇_L que toma por unidad de tiempo del aire exterior.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 800 °C y cede calor al ambiente a 20 °C. Su rendimiento térmico real es del 55 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 200 °C y un foco frío a 35 °C. Absorbe 1000 kJ de calor. Halla el trabajo máximo W_max que podría producir.

Una bomba de calor aporta 16,5 kW de calor a un sistema de calefacción a 22 °C, tomando calor de un foco a 7 °C. Su COP real es el 45 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.

Un frigorífico mantiene su compartimento a -18 °C en una cocina a 32 °C, extrayendo calor del compartimento a razón de 2,5 kW. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇ_min.