Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una máquina térmica absorbe 3500 kJ de calor de un foco caliente y cede 1925 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Una central eléctrica entrega una potencia neta de 200 MW con un rendimiento térmico del 45 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇_H por el combustible.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 500 °C y cede calor al ambiente a 10 °C. Su rendimiento térmico real es del 35 %. 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 575 °C y un foco frío a 5 °C. Absorbe 3600 kJ de calor. Halla el trabajo máximo W_max que podría producir.

Una máquina térmica de Carnot recibe 70 kW de calor de un foco a 600 °C y cede calor al ambiente a 27 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a 0 °C y que también cede calor al ambiente a 27 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.

Una máquina térmica de Carnot recibe 10 kW de calor de un foco a 450 °C y cede calor al ambiente a 25 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a -30 °C y que también cede calor al ambiente a 25 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.