Diferencia entre las páginas «Posible máquina térmica» y «Problemas del segundo principio de la termodinámica (GIE)»
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Calcule el rendimiento máximo que puede tener una máquina térmica que funcione entre | |||
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Halle el coeficiente de desempeño máximo que pueden tener un refrigerador que funcione entre | |||
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Calcule igualmente los valores máximos del coeficiente de desempeño para una bomba de calor que funcione entre las temperaturas de los dos apartados anteriores. | |||
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==Asociación de dos máquinas térmicas reversibles== | |||
Se tiene una máquina de Carnot que opera entre 1500 K y 600 K recibiendo un flujo de calor <math>\dot{Q}_\mathrm{in}=960\,\mathrm{W}</math>. El calor que sale de ella no se desperdicia sino que se usa para alimentar una segunda máquina de Carnot que opera entre 600 K y 300 K. Halle el rendimiento del conjunto, el calor que sale del sistema y el trabajo total que realiza en la unidad de tiempo. | |||
[[Asociación de dos máquinas térmicas reversibles|Solución]] | |||
== | ==Asociación de dos máquinas irreversibles== | ||
Supongamos que, en el problema “[[Asociación de dos máquinas térmicas reversibles]]”, en lugar de tratarse de máquinas de Carnot se trata de máquinas reales que tienen un rendimiento del 50 % del máximo posible. | |||
¿Cuál sería en ese caso el rendimiento de la asociación, el calor desechado y el trabajo total realizado? ¿Cuánto vale el trabajo perdido por la asociación? | |||
[[Asociación de dos máquinas irreversibles|Solución]] | |||
==Rendimiento de una asociación en serie== | |||
Generalizando el problema “[[Asociación de dos máquinas irreversibles]]”, si se colocan en serie dos máquinas térmicas de rendimientos <math>\eta_1</math> y <math>\eta_2</math>, operando la primera entre <math>T_C</math> y <math>T_M</math> y la segunda entre <math>T_M</math> y <math>T_F</math>, ¿Cuál es el rendimiento de la asociación? ¿Cuál es el valor máximo de este rendimiento? | |||
[[Rendimiento de una asociación en serie|Solución]] | |||
==Teorema de Carnot para un refrigerador== | |||
Demuestre el teorema de Carnot para un refrigerador, esto es, pruebe que el coeficiente de desempeño de un refrigerador es siempre menor o igual que el de un refrigerador reversible que opere entre las temperaturas extremas del ciclo. | |||
[[Teorema de Carnot para un refrigerador|Solución]] | |||
==Posible máquina térmica== | |||
Un inventor mantiene que ha desarrollado una máquina térmica que recibe 700 kJ de calor desde un foco térmico a 500 K y produce 300 kJ de trabajo neto transfiriendo el calor sobrante a un foco térmico a 290 K. ¿Es razonable? | |||
[[Posible máquina térmica|Solución]] | |||
==Posible refrigerador== | |||
Un inventor presenta un refrigerador que, asegura, mantiene el contenido refrigerado a 2℃ mientras el ambiente se encuentra a 24℃, siendo su potencia de 12000 frigorías (una frigoría equivale a 1 kcal/h de calor extraído) con un consumo de 1000 W. ¿Le hacemos caso? | |||
[[Posible refrigerador|Solución]] | |||
Revisión del 22:05 4 mar 2025
Cálculo de eficiencias máximas
Calcule el rendimiento máximo que puede tener una máquina térmica que funcione entre
- 0°C y 100°C.
- 100°C y 200°C.
- 27°C y 1200 K.
Máximos coeficientes de desempeño
Halle el coeficiente de desempeño máximo que pueden tener un refrigerador que funcione entre
- 4℃ y 25℃.
- 0℃ y 100℃.
Calcule igualmente los valores máximos del coeficiente de desempeño para una bomba de calor que funcione entre las temperaturas de los dos apartados anteriores.
Asociación de dos máquinas térmicas reversibles
Se tiene una máquina de Carnot que opera entre 1500 K y 600 K recibiendo un flujo de calor . El calor que sale de ella no se desperdicia sino que se usa para alimentar una segunda máquina de Carnot que opera entre 600 K y 300 K. Halle el rendimiento del conjunto, el calor que sale del sistema y el trabajo total que realiza en la unidad de tiempo.
Asociación de dos máquinas irreversibles
Supongamos que, en el problema “Asociación de dos máquinas térmicas reversibles”, en lugar de tratarse de máquinas de Carnot se trata de máquinas reales que tienen un rendimiento del 50 % del máximo posible.
¿Cuál sería en ese caso el rendimiento de la asociación, el calor desechado y el trabajo total realizado? ¿Cuánto vale el trabajo perdido por la asociación?
Rendimiento de una asociación en serie
Generalizando el problema “Asociación de dos máquinas irreversibles”, si se colocan en serie dos máquinas térmicas de rendimientos y , operando la primera entre y y la segunda entre y , ¿Cuál es el rendimiento de la asociación? ¿Cuál es el valor máximo de este rendimiento?
Teorema de Carnot para un refrigerador
Demuestre el teorema de Carnot para un refrigerador, esto es, pruebe que el coeficiente de desempeño de un refrigerador es siempre menor o igual que el de un refrigerador reversible que opere entre las temperaturas extremas del ciclo.
Posible máquina térmica
Un inventor mantiene que ha desarrollado una máquina térmica que recibe 700 kJ de calor desde un foco térmico a 500 K y produce 300 kJ de trabajo neto transfiriendo el calor sobrante a un foco térmico a 290 K. ¿Es razonable?
Posible refrigerador
Un inventor presenta un refrigerador que, asegura, mantiene el contenido refrigerado a 2℃ mientras el ambiente se encuentra a 24℃, siendo su potencia de 12000 frigorías (una frigoría equivale a 1 kcal/h de calor extraído) con un consumo de 1000 W. ¿Le hacemos caso?
