Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una central eléctrica entrega una potencia neta de 300 MW con un rendimiento térmico del 40 %. Halla el calor Q̇_L cedido por unidad de tiempo al agua de refrigeración.

Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 2,1 kW mientras su compresor consume 0,7 kW de potencia. Halla su coeficiente de eficiencia COP_R.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 550 °C y cede calor al ambiente a 35 °C. Su rendimiento térmico real es del 31 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Una máquina térmica reversible (de Carnot) toma 3300 kJ de calor de un foco a 425 °C y cede 1315 kJ por ciclo. Halla la temperatura T_L del foco frío en °C.

Una bomba de calor mantiene una casa a 22 °C mientras fuera hay -10 °C, y aporta 8 kW de calor a la casa. Halla el máximo coeficiente de rendimiento posible COP_max.

Una máquina térmica de Carnot recibe 190 kW de calor de un foco a 950 °C y cede calor al ambiente a 27 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a -15 °C y que también cede calor al ambiente a 27 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.