Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Nueva hoja de ejerciciosPractica en línea con pistas

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
cocinaespacio fríoRQ̇H​Q̇L​ = 4,06 kWẆ = 1,4 kW

Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 4,06 kW mientras su compresor consume 1,4 kW de potencia. Halla su coeficiente de eficiencia COPR.

Q̇L = 4,06 kWẆ = 1,4 kW
COPR =
2.Fácil
cocinaespacio fríoRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 2,88 kWẆ = 1,2 kW

Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 2,88 kW mientras su compresor consume 1,2 kW de potencia. Halla el calor Q̇H que cede por unidad de tiempo a la cocina.

Q̇L = 2,88 kWẆ = 1,2 kW
Q̇H = kW
3.Media
TH​ = 400 °CTL​ = 15 °CEQH​QL​η = 37%

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 400 °C y cede calor al ambiente a 15 °C. Su rendimiento térmico real es del 37 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) ηII, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

TH = 400 °CTL = 15 °Cη = 37%
ηII = %
4.Media
TH​ = 700 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 1800 kJQL​W = ?

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 700 °C y un foco frío a 35 °C. Absorbe 1800 kJ de calor. Halla el trabajo máximo Wmax que podría producir.

TH = 700 °CTL = 35 °CQH = 1800 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 25 °CTL​ = -10 °CRQ̇H​Q̇L​ = 0,5 kWẆ = ?

Un frigorífico mantiene su compartimento a -10 °C en una cocina a 25 °C, extrayendo calor del compartimento a razón de 0,5 kW. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇmin.

TH = 25 °CTL = -10 °CQ̇L = 0,5 kW
Ẇmin = kW
6.Difícil
TH​ = 550 °CTL​ = 20 °CEQH​ = 600 kJQL​ = 288 kJW = 312 kJ

Una máquina térmica toma 600 kJ de calor de un foco a 550 °C, produce 312 kJ de trabajo y cede el resto a un foco a 20 °C, por ciclo. Halla la entropía total generada Sgen por ciclo.

TH = 550 °CTL = 20 °CQH = 600 kJW = 312 kJ
Sgen = kJ/K

Soluciones

  1. 1. COPR = 2,9
  2. 2. Q̇H = 4,08 kW
  3. 3. ηII = 64,69 %
  4. 4. Wmax = 1230 kJ
  5. 5. Ẇmin = 0,0665 kW
  6. 6. Sgen = 0,2535 kJ/K

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