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
calderaagua de refrigeraciónEQ̇H​ = ?Q̇L​Ẇ = 500 MW

Una central eléctrica entrega una potencia neta de 500 MW con un rendimiento térmico del 45 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇H por el combustible.

Ẇ = 500 MWη = 45%
Q̇H = MW
2.Fácil
casaaire exteriorHPQ̇H​ = 7,5 kWQ̇L​ = ?Ẇ

Una bomba de calor con un coeficiente de eficiencia de 4,1 aporta 7,5 kW de calor a una casa. Halla el calor Q̇L que toma por unidad de tiempo del aire exterior.

COPHP = 4,1Q̇H = 7,5 kW
Q̇L = kW
3.Media
TH​ = 725 °CTL​ = 5 °CEQH​ = 2900 kJQL​W = ?

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 725 °C y un foco frío a 5 °C. Absorbe 2900 kJ de calor. Halla el trabajo máximo Wmax que podría producir.

TH = 725 °CTL = 5 °CQH = 2900 kJ
Wmax = kJ
4.Media
TH​ = 425 °CTL​ = 35 °CEQH​ = 2000 kJQL​W = ?

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 425 °C y un foco frío a 35 °C. Absorbe 2000 kJ de calor. Halla el trabajo máximo Wmax que podría producir.

TH = 425 °CTL = 35 °CQH = 2000 kJ
Wmax = kJ
5.Difícil
TH​ = 45 °CTL​ = -10 °CHPQ̇H​ = 10 kWQ̇L​Ẇ = ?

Una bomba de calor aporta 10 kW de calor a un sistema de calefacción a 45 °C, tomando calor de un foco a -10 °C. Su COP real es el 35 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.

TH = 45 °CTL = -10 °CηII = 35%Q̇H = 10 kW
Ẇ = kW
6.Difícil
TH​ = 350 °CTL​ = 30 °CEQH​ = 4300 kJQL​ = 2537 kJW = 1763 kJ

Una máquina térmica toma 4300 kJ de calor de un foco a 350 °C, produce 1763 kJ de trabajo y cede el resto a un foco a 30 °C, por ciclo. Halla la entropía total generada Sgen por ciclo.

TH = 350 °CTL = 30 °CQH = 4300 kJW = 1763 kJ
Sgen = kJ/K

Soluciones

  1. 1. Q̇H = 1111 MW
  2. 2. Q̇L = 5,671 kW
  3. 3. Wmax = 2092 kJ
  4. 4. Wmax = 1117 kJ
  5. 5. Ẇ = 4,939 kW
  6. 6. Sgen = 1,468 kJ/K

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