Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una bomba de calor con un coeficiente de eficiencia de 4,3 aporta 12,5 kW de calor a una casa. Halla el calor Q̇_L que toma por unidad de tiempo del aire exterior.

Una máquina térmica absorbe 1400 kJ de calor de un foco caliente y cede 1050 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 500 °C y un foco frío a 40 °C. Absorbe 1400 kJ de calor. Halla el trabajo máximo W_max que podría producir.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 575 °C y un foco frío a 20 °C. Halla el máximo rendimiento térmico posible η_max.

Dos máquinas de Carnot trabajan en serie. La máquina A recibe calor de un foco a 550 °C y cede calor a un foco intermedio a la temperatura T_m. La máquina B toma todo ese calor y cede calor a un foco a 35 °C. Ambas máquinas producen el mismo trabajo. Halla T_m en °C.

Una máquina térmica de Carnot recibe 30 kW de calor de un foco a 750 °C y cede calor al ambiente a 20 °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 20 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.