1.Fácil
Una central eléctrica entrega una potencia neta de 1000 MW con un rendimiento térmico del 55 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇H por el combustible.
Ẇ = 1000 MWη = 55%
Q̇H = MW
Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones
2.Fácil
Una máquina térmica absorbe 2000 kJ de calor de un foco caliente y cede 1200 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.
QH = 2000 kJQL = 1200 kJ
W = kJ
3.Media
Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 475 °C y un foco frío a 35 °C. Absorbe 3100 kJ de calor. Halla el trabajo máximo Wmax que podría producir.
TH = 475 °CTL = 35 °CQH = 3100 kJ
Wmax = kJ
4.Media
Una máquina térmica reversible (de Carnot) toma 900 kJ de calor de un foco a 225 °C y cede 512 kJ por ciclo. Halla la temperatura TL del foco frío en °C.
TH = 225 °CQH = 900 kJQL = 512 kJ
TL = °C
5.Difícil
Una máquina térmica toma 4100 kJ de calor de un foco a 650 °C, produce 1640 kJ de trabajo y cede el resto a un foco a 40 °C, por ciclo. Halla la entropía total generada Sgen por ciclo.
TH = 650 °CTL = 40 °CQH = 4100 kJW = 1640 kJ
Sgen = kJ/K
6.Difícil
Una bomba de calor mantiene una casa a 20 °C mientras fuera hay -10 °C, y aporta 11 kW de calor a la casa. Halla el máximo coeficiente de rendimiento posible COPmax.
TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 11 kW
COPmax =
Soluciones
- 1. Q̇H = 1818 MW
- 2. W = 800 kJ
- 3. Wmax = 1823 kJ
- 4. TL = 10,24 °C
- 5. Sgen = 3,414 kJ/K
- 6. COPmax = 9,772
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