Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una central eléctrica entrega una potencia neta de 300 MW con un rendimiento térmico del 30 %. Halla el calor Q̇_L cedido por unidad de tiempo al agua de refrigeración.

Un frigorífico extrae calor de su espacio frío a razón de 3,72 kW mientras su compresor consume 1,2 kW de potencia. Halla su coeficiente de eficiencia COP_R.

Un frigorífico reversible mantiene una cámara fría a 2 °C extrayendo 4,5 kW de calor, y cede calor al ambiente a 25 °C. Halla el calor Q̇_H que cede por unidad de tiempo.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 650 °C y cede calor al ambiente a 30 °C. Su rendimiento térmico real es del 27 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Una máquina térmica de Carnot recibe 90 kW de calor de un foco a 550 °C y cede calor al ambiente a 25 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a -30 °C y que también cede calor al ambiente a 25 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.

Una bomba de calor mantiene una casa a 21 °C mientras fuera hay -5 °C, y aporta 15 kW de calor a la casa. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇ_min.