INFO XXI. INTERNET EN LA ESCUELA. PROYECTO TECHNO Recurso educativo elaborado a través de los Convenios Internet en la Escuela e Internet en el Aula, entre el MEC y las CC. AA.
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II >
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS UNIDAD 23. “MOTORES TÉRMICOS Y CIRCUITOS FRIGORÍFICOS”
PRINCIPIOS DE MÁQUINAS
UNIDAD 23: “MOTORES TÉRMICOS Y CIRCUITOS FRIGORÍFICOS” A-Relación de ejercicios resueltos. 1.- Un motor funciona entre un foco frío y un foco caliente, de tal forma que absorbe 2000 Kcal por cada Kwh de trabajo. a) Calcular la temperatura del foco frío si el foco caliente está a 500ºK b) Calcular la temperatura del foco caliente si el foco frío está a 0ºC Solución: 1 Kwh = 864 kcal
W 864 Kcal = = 0, 4 Q1 2150 Kcal T −T η= 1 2 T2 = T1 ⋅ (1 − η ) = 500 ⋅ 0, 6 = 300º k T1 T 273º k T1 = 2 T1 = = 455º k 0, 6 1 −η
η=
2.- Calcula la cilindrada de un motor que tiene las siguientes características Carrera 40 mm Cilindros 4 Diámetro pistón 250 mm Solución:
V = π ⋅ R 2 ⋅ h = π ⋅1252 ⋅ 40 = 1963495, 4mm3 = 1963,5cc Al ser 4 cilindros V total = 7854 cc
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3.- Se comprime un gas a presión constante de 0.8 atm de un volumen de 9 L a un volumen de 2 L. En el proceso se escapan del gas 500 J de energía calorífica. (a) ¿Cuál es trabajo realizado por el gas? (b) ¿Cuál es el cambio en la energía interna del gas? Solución: P = 0:8 atm a)
Vi = 9 l
Vf = 2 l
Q = -500 J
W = p ⋅ (V fin − Vini ) = 0,8 ⋅ ( 2 − 9 ) = −5, 6atm = 567,5 J
b)
ΔU = Q − W = −500 + 567,5 = 67,5 4.- Una máquina térmica absorbe 360 J de calor y realiza un trabajo de 25 J en cada ciclo. a) la eficiencia de la máquina b) el calor liberado en cada ciclo. Solución: Q2 = 400 J W = 30 J a)
η=
W 30 = = 0, 075 = 7.5% Q f 400
b)
ΔU = Q − W = 400 − 30 = 370 J
B-Relación de ejercicios con solución. 1.- Determinar la temperatura final que alcanza la mezcla de 30 g de agua a 35 °C con 25 g de alcohol a 18 °C. 29,33 °C 2.- Determinar la cantidad de calor absorbida por una masa de 14 g de aire al pasar de 30 °C a 150 °C. 156,24 cal 3.- Calcular la variación de temperatura sufrido por una masa de plomo de 920 g, si ha absorbido 2450 cal 76,56 °C 4.- Un automóvil de 1500 kg de masa se desplaza a 5 m/s. ¿Cuántas calorías se transfieren a los frenos al detenerlo?. 4478 cal
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5.- El ambiente de una caldera está separado de otro por una pared de corcho (l = 0,0001 cal/cm.°C.s) de 6 cm de espesor y 2,5 m2 de superficie. ¿Qué cantidad de calor ha pasado en 2,5 horas de uno a otro medio?. 2312,5 cal 6.- Un cuerpo pasa por el siguiente proceso: Desde (P2,V1) es llevado a isobáricamente a (P2,V2), y luego llevado manteniendo el volumen constante a (P1,V2). En ese proceso el aumento de energía interna de la sustancia es 3x105 J. ¿Cuánto calor absorbe el sistema? Use los valores P1 = 1 atm, P2= 3 atm, V1= 0,03 m3 y V2= 0,10 m3. 3,2x105 J
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