SEGUNDA LEY I (SEPARATA 6) TERMODINÁMICA 1)
Una máquina térmica opera entre dos depósitos de temperatura con temperaturas de 800°C y 50°C. La máquina absorbe 106 KJ/h de calor desde el depósito de alta temperatura. a) Calcule la potencia máxima, en kilowatts, que está máquina puede producir. b) Determine la mínima cantidad de calor transferido al depósito de baja temperatura.
2)
Una máquina de Carnot opera entre dos depósitos de energía térmica cuyas temperaturas son 1000 K y 400 K, respectivamente. La entropía del depósito de baja temperatura aumenta en 0,7 KJ/K. Determine la cantidad de calor suministrado a la máquina y al trabajo total.
3)
Una máquina térmica de Carnot recibe 90 KJ de un depósito a 627°C y expulsa calor hacia el ambiente a 27°C . La quinta parte del trabajo que produce se utiliza para hacer funcionar un refrigerador de Carnot. Este expulsa 60KJ hacia el ambiente a 27°C. Halle: a) El trabajo de la máquina térmica, b) La eficiencia de la máquina térmica, c) La temperatura del depósito de temperatura baja del refrigerador, en grados celsius, y d) El COP del refrigerador.
4)
Una máquina reversible de refrigeración absorbe 450 kJ/min de un espacio frío y necesita 3 kW para funcionar. Si la máquina se invirtiera y recibiera 1600 kJ/min. de la fuente caliente, ¿Qué potencia produciría, en kW?
5)
Un refrigerador de Carnot funciona entre 27°C y -3°C. El cambio de entropía del depósito a -3°C es -0,80 kJ/K. Determine: a) El calor que se expulsa a 27°C y b) El trabajo neto, ambas cantidades en kJ.
6)
Un refrigerador tiene un coeficiente de rendimiento (COP) equivalente a la mitad de su valor máximo. El refrigerador está instalado en una habitación cuya temperatura es 298 K. a) Calcular el trabajo requerido por el refrigerador para congelar a 273K la cantidad de 1 kg. de agua inicialmente a 298K. b) Calcular el calor rechazado por el refrigerador, c) El calor suministrado, en kJ/kg., d) La eficiencia térmica y e) La potencia de la turbina, en kW. Datos: Entalpía de fusión normal del agua = 334,72 kJ/kg. Capacidad calorífica del agua = 4,184 kJ/kg.K.
7)
Se da calor a una bomba de calor desde un depósito a -8°C, y se expulsan a 9 kJ/s de calor a un edificio a 25°C. a) Determine el COP si la potencia real es 3,8kW y b) Determine el COP y el valor teórico de la potencia que necesitará una bomba de calor de Carnot que funcionará entre los mismos dos depósitos y que diera la misma cantidad de calor al edificio.
8)
Se afirma que cierta bomba de calor extrae 100 kJ de calor de un depósito a 0°C y expulsa 120 kJ a un depósito a 77°C. a) Si el trabajo que necesita es 20 kJ, ¿viola el dispositivo la primera ley? b) viola el dispositivo la segunda ley, con base en datos del COP?
9)
Dos máquinas térmicas que funcionan según el ciclo de Carnot se colocan en serie donde la primera maquina “A” recibe calor a 927°C y expulsa calor a un depósito a la temperatura “T”. La segunda máquina “B” recibe el calor que expulsa la primera y a su vez expulsa calor a 27°C. Se pide calcular la temperatura “T”, en °C, en caso de que: a) Los trabajos de las dos máquinas son iguales. b) Las eficiencias de la máquina son iguales.
10)
Para mantener la temperatura de los ambientes de un edificio a 22°C se requiere de un flujo de calor de 85000 kJ/h. Se pide calcular la potencia de la bomba de calor (si la máquina térmica trabaja de acuerdo al ciclo de Carnot), en kW, si esta absorbe calor de una fuente de: a) – 5°C b) 8°C
Grupo de Estudio “JORGE” Av. Javier Prado Este 4921 of. 6 (Espalda de Wong) Telf. 9968 - 7959