Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una máquina térmica absorbe 1200 kJ de calor de un foco caliente y cede 720 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 0,95 kW mientras su compresor consume 0,5 kW de potencia. Halla su coeficiente de eficiencia COP_R.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 350 °C y un foco frío a 30 °C. Absorbe 3000 kJ de calor. Halla el trabajo máximo W_max que podría producir.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 300 °C y cede calor al ambiente a 25 °C. Su rendimiento térmico real es del 26 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Un frigorífico mantiene su compartimento a -18 °C en una cocina a 32 °C, extrayendo calor del compartimento a razón de 1 kW. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇ_min.

Una máquina térmica de Carnot recibe 190 kW de calor de un foco a 400 °C y cede calor al ambiente a 30 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a -25 °C y que también cede calor al ambiente a 30 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.