2° LEY TERMODINAMICA

UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES        PRACTICA N° 4        FISICA APLICADA

INGENIERIA DE SISTEMAS Y COMPUTACION        2° LEY TERMODINAMICA

Recopilado por: Ing. Rolando Nateros Porras

1) Una máquina térmica opera entre 127ºC y 27ºC. Calcúlese la máxima eficiencia que puede alcanzar. ¿Cuánto calor debe tomar a 127ºC y qué trabajo produce, si su eficiencia sólo alcanza el 15%? Supóngase. Q1 = 100 cal.

2). Una máquina térmica ideal opera según el ciclo de Carnot, donde el 75% del calor recibido de la fuente caliente lo cede a la fuente fría. La cantidad de calor que recibe de la fuente caliente es igual a 1,5 kcal. Hallar: la eficiencia del ciclo y el trabajo que realiza en un ciclo completo.

1. Una máquina térmica que funciona según el ciclo de Carnot realiza un trabajo igual a 7,5x104 J La temperatura de la fuente caliente es de 100ºC y la de la fuente fría, de 0ºC.

1. La eficiencia de la máquina.
2. La cantidad de calor que la máquina recibe de la fuente caliente.
3. La cantidad de calor que cede a la fuente fría.

1. Una máquina de Carnot tiene una salida de potencia de 150 kw, la máquina opera entre dos depósitos a 20°C y 500°C. Calcular la energía térmica que absorbe por hora y determinar cuanta energía térmica se pierde por hora.        Rta. 871.2mW, 331.2 mW
2. Una máquina de carnot tienen una eficiencia de 25% cuando la T° del depósito caliente es de 500°C Si deseamos mejorar la eficiencia hasta 30% ¿Cuál sería la T° del depósito caliente suponiendo que todo lo demás permanece inalterado?        Rta. 828.2°K
3. Un refrigerador tiene un coeficiente de rendimiento igual a 5, si en cada ciclo el refrigerador absorbe 120J de energía térmica de un depósito frio. Calcular el trabajo realizado en cada ciclo y la energía térmica liberada hacia el depósito caliente.        Rta:  24J , 144J
4. Calcular la reducción de entropía en un mol de gas helio que se ha enfriado a 1 atms. Desde la T° ambiente de 293°K hasta 4°K (Ce helio = 21J/mol °K)        Rta. 90.2 J/°K
5. Un iceberg de 100,000 kg. a -5°C se desprende de la capa de hielo polar y flota por el océano  a 5°C ¿Cuál es el cambio de entropía del sistema cuando el iceberg se ha fundido por completo. (Ce hielo = 2010J/kg °K)        Rta. 4.62mJ/°K
6. Dos máquinas térmicas reversibles de eficiencia 40% trabajan entre los mismos límites térmicos, una desarrolla 50kJ y la otra recibe 4,200 kJ del foco de alta °T. Determinar el trabajo desarrollado por la segunda máquina y el calor que c/u cede al foco de baja °T . Rta.1680kJ , 75kJ , 2520kJ
7. Una máquina de carnot entrega un trabajo que es 0.4 veces el calor rechazado. Calcular la °T inferior sabiendo que la diferencia entre los límites es de 20°K        Rta. 50°K

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