Hoja de ejercicios de Máquinas térmicas y frigoríficas con soluciones

Una máquina térmica absorbe 1800 kJ de calor de un foco caliente y cede 990 kJ a un foco frío en cada ciclo. Halla el trabajo neto W que produce por ciclo.

Una central eléctrica entrega una potencia neta de 750 MW con un rendimiento térmico del 38 %. Halla el calor aportado por unidad de tiempo Q̇_H por el combustible.

Un frigorífico reversible mantiene una cámara fría a -5 °C extrayendo 10 kW de calor, y cede calor al ambiente a 30 °C. Halla el calor Q̇_H que cede por unidad de tiempo.

Una máquina térmica recibe calor de un foco a 450 °C y cede calor al ambiente a 35 °C. Su rendimiento térmico real es del 40 %. 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 30 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 -20 °C y que también cede calor al ambiente a 25 °C. Halla el calor Q̇_L extraído por unidad de tiempo del congelador.

Una máquina térmica toma 3500 kJ de calor de un foco a 500 °C, produce 1540 kJ de trabajo y cede el resto a un foco a 10 °C, por ciclo. Halla la entropía total generada S_gen por ciclo.