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 42 %. Halla el calor Q̇_L cedido por unidad de tiempo al agua de refrigeración.

Una máquina térmica absorbe 4400 kJ de calor de un foco caliente y cede 2420 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 550 °C y un foco frío a 5 °C. Halla el máximo rendimiento térmico posible η_max.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 550 °C y cede calor al ambiente a 35 °C. Su rendimiento térmico real es del 34 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Una bomba de calor aporta 16,5 kW de calor a un sistema de calefacción a 22 °C, tomando calor de un foco a 7 °C. Su COP real es el 40 % del COP de Carnot entre estas temperaturas. Halla la potencia eléctrica Ẇ que consume.

Una máquina térmica toma 500 kJ de calor de un foco a 400 °C, produce 170 kJ de trabajo y cede el resto a un foco a 20 °C, por ciclo. Halla la entropía total generada S_gen por ciclo.