Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas gratis e imprimible: 6 problemas desde nivel fácil hasta nivel de examen, con soluciones. Imprímela o guárdala como PDF.

Para docentes: pueden imprimirla, copiarla y usarla en clase gratis. Cada hoja nueva tiene valores nuevos y su propia clave de respuestas. Agradecemos un enlace a ExamProblems en la página de tu curso.

Nombre: ____________________   Fecha: ____________

1.Fácil
foco calientefoco fríoEQH​ = 2600 kJQL​ = 1430 kJW = ?

Una máquina térmica absorbe 2600 kJ de calor de un foco caliente y cede 1430 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

QH = 2600 kJQL = 1430 kJ
W = kJ
2.Fácil
foco calientefoco fríoEQH​ = 2600 kJQL​ = 1560 kJW

Una máquina térmica absorbe 2600 kJ de calor de un foco caliente y cede 1560 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla su rendimiento térmico η.

QH = 2600 kJQL = 1560 kJ
η = %
3.Media
TH​ = 28 °CTL​ = -5 °CRQ̇H​ = ?Q̇L​ = 4 kWẆ

Un frigorífico reversible mantiene una cámara fría a -5 °C extrayendo 4 kW de calor, y cede calor al ambiente a 28 °C. Halla el calor Q̇H que cede por unidad de tiempo.

TL = -5 °CTH = 28 °CQ̇L = 4 kW
Q̇H = kW
4.Media
TH​ = 350 °CTL​ = 20 °CEQH​QL​η = 29%

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 350 °C y cede calor al ambiente a 20 °C. Su rendimiento térmico real es del 29 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) ηII, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

TH = 350 °CTL = 20 °Cη = 29%
ηII = %
5.Difícil
750 °CTm​ = ?10 °CABWA​WB​

Dos máquinas de Carnot trabajan en serie. La máquina A recibe calor de un foco a 750 °C y cede calor a un foco intermedio a la temperatura Tm. La máquina B toma todo ese calor y cede calor a un foco a 10 °C. Ambas máquinas tienen el mismo rendimiento térmico. Halla Tm en °C.

TH = 750 °CTL = 10 °C
Tm = °C
6.Difícil
1100 °CTm​ = ?15 °CABWA​WB​

Dos máquinas de Carnot trabajan en serie. La máquina A recibe calor de un foco a 1100 °C y cede calor a un foco intermedio a la temperatura Tm. La máquina B toma todo ese calor y cede calor a un foco a 15 °C. Ambas máquinas producen el mismo trabajo. Halla Tm en °C.

TH = 1100 °CTL = 15 °C
Tm = °C

Soluciones

  1. 1. W = 1170 kJ
  2. 2. η = 40 %
  3. 3. Q̇H = 4,492 kW
  4. 4. ηII = 54,76 %
  5. 5. Tm = 265,1 °C
  6. 6. Tm = 557,5 °C

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