PREGUNTAS_C_LIBRO_DE_TERMODINAMICA
Enviado por potour app • 30 de Noviembre de 2019 • Tareas • 7.744 Palabras (31 Páginas) • 9.532 Visitas
PREGUNTAS “C”
CAPÍTULO 6.
6-1C Describa un proceso imaginario que satisfaga la primera ley pero que viole la segunda ley de la termodinámica.
Transferir 5 kWh de calor a un alambre de resistencia eléctrica y producir 5 kWh de electricidad.
6-2C Describa un proceso imaginario que satisfaga la segunda ley pero viole la primera ley de la termodinámica.
Un calentador de resistencia eléctrica que consume 5 kWh de electricidad y suministra 6 kWh de calor a una habitación.
6-3C Describa un proceso imaginario que viole tanto la primera como la segunda leyes de la termodinámica.
Transferencia de 5 kWh de calor a un cable de resistencia eléctrica y producción de 6 kWh de electricidad.
6-4C Un experimentador asegura haber subido la temperatura de una pequeña cantidad de agua a 150 °C transfiriendo calor de vapor a alta presión a 120 °C. ¿Es ésta una aseveración razonable? ¿Por qué? Suponga que no se usa en el proceso ni refrigerador, ni bomba de calor.
El calor no puede fluir de un medio de baja temperatura a un medio de temperatura más alta.
6-5C ¿Qué es un depósito de energía térmica? Dé algunos ejemplos. 6-6C Considere el proceso de hornear papas en un horno convencional. ¿Se puede considerar el aire caliente del horno como un depósito térmico? Explique.
Un depósito de energía térmica es un cuerpo que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor isotérmico. Algunos ejemplos son los océanos, los lagos y la atmósfera.
6-6C Considere el proceso de hornear papas en un horno convencional. ¿Se puede considerar el aire caliente del horno como un depósito término? Explique.
Sí. Debido a que la temperatura del horno permanece constante, no importa cuánto calor se transfiere a las patatas.
6-7C Considere la energía generada por un televisor. ¿Cuál es una selección adecuada para depósito de energía térmico?
El aire circundante en la habitación que alberga el televisor. Motores Térmicos y Eficiencia Térmica
6-8C ¿Es posible que una máquina térmica opere sin rechazar ningún calor de desecho a un depósito de baja temperatura? Explique.
No. Tal motor viola la declaración Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica.
6-9C ¿Cuáles son las características de todas las máquinas térmicas?
Los motores térmicos son dispositivos cíclicos que reciben calor de una fuente, convierten parte de ella en trabajo y rechazan el resto en un fregadero.
6-10C Los calentadores con base de tablilla son básicamente calentadores de resistencia eléctrica, y se usan con frecuencia para calefacción de espacios. Una ama de casa asegura que sus calentadores con base de tablilla, que tienen 5 años de uso, tienen una eficiencia de conversión del 100 por ciento. ¿Es esta afirmación una violación de algunas leyes termodinámicas? Explique.
No. Porque el 100% del trabajo se puede convertir al calor.
6-11C ¿Cuál es la expresión de Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica?
Se expresa como "Ningún motor térmico puede intercambiar calor con un solo depósito, y producir una cantidad equivalente de trabajo".
6-12C ¿Una máquina térmica que tiene una eficiencia térmica de 100 por ciento viola necesariamente a) la primera ley y b) la segunda ley de la termodinámica? Explique.
No, (b) Sí. Según la segunda ley, ningún motor térmico puede tener y la eficiencia del 100%.
6-13C En ausencia total de fricción y de otras irreversibilidades, ¿puede una máquina térmica tener una eficiencia de 100 por ciento? Explique.
No. Tal motor viola la declaración Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica.
6-14C Las eficiencias de todos los dispositivos productores de trabajo, incluyendo las plantas hidroeléctricas, ¿están limitadas por la expresión de Kelvin-Planck de la segunda ley? Explique.
No. La limitación de Kelvin-Plank sólo se aplica a los motores térmicos; Motores que reciben calor y convierten algunos de ellos en trabajo.
6-15C Considere una cacerola de agua que se calienta a) colocándola en una parrilla eléctrica y b) colocando un elemento calentador en el agua. ¿Cuál de los dos métodos es la manera más eficiente de calentar el agua? Explique.
Método (b). Con el elemento calefactor en el agua, se reducen al mínimo las pérdidas de calor en el aire circundante y, por lo tanto, se puede lograr el calentamiento deseado con menos entrada de energía eléctrica.
6-29C ¿Cuál es la diferencia entre un refrigerador y una bomba de calor?
La diferencia entre los dos dispositivos es uno de propósito. El propósito de un refrigerador es quitar el calor de un medio frío mientras que el propósito de una bomba de calor es suministrar calor a un medio caliente.
6-30C ¿Cuál es la diferencia entre un refrigerador y un acondicionador de aire?
La diferencia entre los dos dispositivos es uno de propósito. El propósito de un refrigerador es quitar el calor de un espacio refrigerado mientras que el propósito de un acondicionador de aire es quitar el calor de un espacio vivo.
6-31C En un refrigerador, el calor se transfiere de un medio de menor temperatura (el espacio refrigerado) a uno de mayor temperatura (el aire de la cocina). ¿Es ésta una violación de la segunda ley de la termodinámica? Explique.
No. Debido a que el refrigerador consume trabajo para realizar esta tarea.
6-32C Una bomba de calor es un dispositivo que absorbe energía del aire exterior frío y la transfiere al interior más cálido. ¿Es ésta una violación de la segunda ley de la termodinámica? Explique.
No. Debido a que la bomba de calor consume trabajo para realizar esta tarea.
6-33C Defina con sus propias palabras el coeficiente de desempeño de un refrigerador. ¿Puede ser mayor que la unidad?
El coeficiente de rendimiento de un refrigerador representa la cantidad de calor extraído del espacio refrigerado por cada unidad de trabajo suministrada. Puede ser mayor que la unidad.
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