Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una máquina térmica absorbe 2400 kJ de calor de un foco caliente y cede 1920 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Una bomba de calor con un coeficiente de eficiencia de 3,5 aporta 18 kW de calor a una casa. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 400 °C y un foco frío a 10 °C. Halla el máximo rendimiento térmico posible η_max.

Una máquina térmica funciona entre un foco caliente a 550 °C y un foco frío a 40 °C. Absorbe 3000 kJ de calor. Halla el trabajo máximo W_max que podría producir.

Una máquina térmica de Carnot recibe 30 kW de calor de un foco a 800 °C y cede calor al ambiente a 27 °C. Todo su trabajo acciona un frigorífico de Carnot que extrae calor de un congelador a 0 °C y que también cede calor al ambiente a 27 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.

Una bomba de calor aporta 20 kW de calor a un sistema de calefacción a 35 °C, tomando calor de un foco a 10 °C. Su COP real es el 60 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.