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 2300 kJ de calor de un foco caliente y cede 1265 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 300 °C y cede calor al ambiente a 20 °C. Su rendimiento térmico real es del 29 %. Halla su rendimiento exergético (de segundo principio) η_II, el cociente entre el rendimiento real y el de Carnot.

Una máquina térmica reversible (de Carnot) toma 3800 kJ de calor de un foco a 700 °C y cede 1242 kJ por ciclo. Halla la temperatura T_L del foco frío en °C.

Una bomba de calor mantiene una casa a 21 °C mientras fuera hay -5 °C, y aporta 14 kW de calor a la casa. Halla la potencia mínima de accionamiento Ẇ_min.

Una máquina térmica de Carnot recibe 110 kW de calor de un foco a 600 °C y cede calor al ambiente a 27 °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 27 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.