1.Fácil
Una bomba de calor con un coeficiente de eficiencia de 3,7 aporta 8 kW de calor a una casa. Halla el calor Q̇L que toma por unidad de tiempo del aire exterior.
COPHP = 3,7Q̇H = 8 kW
Q̇L = kW
Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones
2.Fácil
Una máquina térmica absorbe 4900 kJ de calor de un foco caliente y cede 3185 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.
QH = 4900 kJQL = 3185 kJ
W = kJ
3.Media
Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 325 °C y un foco frío a 35 °C. Halla el máximo rendimiento térmico posible ηmax.
TH = 325 °CTL = 35 °C
ηmax = %
4.Media
Una máquina térmica reversible (de Carnot) toma 2900 kJ de calor de un foco a 550 °C y cede 1174 kJ por ciclo. Halla la temperatura TL del foco frío en °C.
TH = 550 °CQH = 2900 kJQL = 1174 kJ
TL = °C
5.Difícil
Una bomba de calor mantiene una casa a 20 °C mientras fuera hay -10 °C, y aporta 4 kW de calor a la casa. Halla el máximo coeficiente de rendimiento posible COPmax.
TH = 20 °CTL = -10 °CQ̇H = 4 kW
COPmax =
6.Difícil
Una bomba de calor aporta 13 kW de calor a un sistema de calefacción a 20 °C, tomando calor de un foco a 2 °C. Su COP real es el 30 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.
TH = 20 °CTL = 2 °CηII = 30%Q̇H = 13 kW
Ẇ = kW
Soluciones
- 1. Q̇L = 5,838 kW
- 2. W = 1715 kJ
- 3. ηmax = 48,48 %
- 4. TL = 60,08 °C
- 5. COPmax = 9,772
- 6. Ẇ = 2,661 kW
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