Exercicis d’amplació Unitat 2

Exercicis d’amplació Unitat 2

TI btx

1. Una màquina tèrmica absorbeix 360 J d’escalfor i fa un treball de 25 J cada cicle. Troba l’eficiència de la màquina i l’escalfor cedida en cada cicle. (Resposta …335 J) 2. Una màquina té una potència de sortida de 5 kW i una eficiència del 25 %. Si la màquina cedeix 8 000 J d’escalfor cada cicle, troba l’escalfor absorbida cada cicle i el temps de cada cicle. (Resposta…0,53 s i 10.650J) 3. S’ha proposat una planta de potència que faci ús del gradient de temperatura a l’oceà. El sistema s’ha dissenyat per operar entre 20 ºC (temperatura de la superfície de l’aigua) i 5 ºC (temperatura de l’aigua a una profunditat de quasi 1 km). a) Quina és l’eficiència màxima d’aquest sistema. (Resposta ..5,1%) b) Si la potència de sortida de la planta és de 7,5 MW, quanta energia tèrmica s’absorbeix per hora? (Resposta 5,3·1011 J) 4. Una màquina de vapor que extreu 800 MJ de la font tèrmica calenta a 500 ºC fa un treball net de 250 MJ i en cedeix 550 a la font freda a 120 ºC. Quina n’és l’eficiència segons el segon principi? (Resposta ..0,6356) Quant val el treball perdut en irreversibilitats? (Resposta ..5143,28 MJ) Quina és la variació d’entropia de l’aigua del riu que s’utilitza per refrigerar el condensador? (Resposta ..0,365MJ/K) 5. Un inventor t’ofereix un motor tèrmic reversible que funciona entre dues fonts tèrmiques, una de 270 ºC i una altra de 610 ºC, i t’assegura que té un rendiment del 48 %.

Li compraries la patent? Raona la resposta. (Resposta ..38,5%, No) 6. Un vehicle utilitza benzina de poder calorífic pc = 50 MJ/L amb un rendiment (energia mecànica produïda pel motor/energia tèrmica del combustible) η = 32 %. Quan circula per terreny horitzontal a una velocitat v = 90 km/h, gasta c e = 4,5 L/(100 km) i el motor gira a n = 2 800 min−1. Determina: a)El consum de benzina en L/s. (Resposta ...1,125·10-­3 L/s) b)La potència tèrmica consumida i la potència mecànica obtinguda en el motor. (Resposta ..56,25 kW, 18kW ) c)El parell motor. (Resposta ..61,39 N·m)

7. En el full de característiques d’una motobomba amb motor de gasolina s’indiquen, entre d’altres, les dades nominals següents: – Cabal q = 0,4 m3/min – Pressió p = 0,2 MPa – Potència del motor a n = 3 600 min−1 P mot = 3,3 kW – Consum específic del motor c e = 255 g/(kW · h) El combustible utilitzat té un poder calorífic p c = 45 MJ/kg i una densitat de ρ = 0,84 kg/dm3. Determina: a) El rendiment η motor del motor. (Tingues en compte que el consum específic és la relació entre el combustible utilitzat i l’energia mecànica produïda. (Resposta ..31,37%) b) El consum c de combustible en L/h. (Resposta ..1,002 L/h) c) El rendiment η de la bomba. (Resposta ..40,40 %) 8. Una màquina llevaneus empra un combus-­‐ tible de densitat ρ c = 0,85 kg/L i de po-­‐ der calorífic p c = 44 MJ/kg. El dipòsit de combustible té una capacitat de V = 3,5 L i proporciona a la màquina una autonomia de t au = 2 h. El motor de la màquina té una potència de P mot = 5,1 kW. L’ampla-­‐ da de treball de la màquina és b = 0,5 m i l’alçada de la capa que extreu és h = 30 cm, la qual cosa li proporciona una capaci-­‐ tat d’evacuació de neu c ev = 42 m3/h. a) La velocitat v a la qual avança la màquina. (Resposta ..280 m/h b) La capacitat calorífica c , en MJ, del combustible del dipòsit. (Resposta ..130,9 MJ) c) El rendiment η del motor de la màquina llevaneus. (Resposta ..28,05 %) 9. Una màquina frigorífica amb un coeficient d’eficàcia igual a 1,4 consumeix una potència de 120 W. Quant de temps trigarà a refredar 200 g d’aigua des de 18 ºC fins a 12 ºC? L’escalfor específica de l’aigua és d’1 cal/g ºC. (Resposta ..29,85 s)