ejercicios de segunda ley de termodinamica y entropía

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PEREIRA
TERMODINAMICA I

EJERCICIOS SEGUNDA LEY Y ENTROPIA


1) Una planta de energía de vapor recibe calor de un horno a una tasa de 280 GJ/h. Las pérdidastérmicas en el aire circundante por el vapor, cuando éste circula por las tuberías y otros componentes, se estiman aproximadamente en 8 GJ/h. Si el calor de desecho se transfiere al agua de enfriamiento auna tasa de 145 GJ/h, determine a) la salida de potencia y b) la eficiencia térmica de esta planta de potencia. R/ a) 35,3 MW, b) 45,4%

2) Un motor de un automóvil consume combustible a razón de28 L/h y transfiere 60 kW de potencia a las ruedas. Si el combustible tiene un poder calorífico de 44000 kJ/kg y una densidad de 0,8 g/cm3, determine la eficiencia de este motor. R/ 21,9%


3) Unaplanta de energía de vapor con una salida de potencia de 150 MW consume carbón a una tasa de 60 ton/h. Si el poder calorífico del carbón es de 30000 kJ/kg, determine la eficiencia térmica de estaplanta (1 ton = 1 000kg). R/ 30,0%

4) Un refrigerador doméstico con un CDF de 1,5 extrae calor del espacio refrigerado a una tasa de 60 kJ/min. Determine a) la potencia eléctrica consumida por elrefrigerador y b) la tasa de transferencia de calor al aire de la cocina. R/ a) 0,67 kW, b) 100 kJ/min.


5) Una máquina térmica opera en un ciclo de carnot y tiene una eficiencia térmica de 55%. Elcalor de desecho de esta máquina se libera en un lago cercano a 60º F a una tasa de 800 Btu/min. Determine a) la salida de potencia de la máquina y b) la temperatura de la fuente. R/ a) 23,1 hp, b) 1 156R.

6) Si se emplea un sistema de acondicionamiento de aire para mantener una casa a 75º F cuando la temperatura exterior es de 95º F. La casa gana calor a través de las paredes y las ventanas auna tasa de 750 Btu/min, y dentro de la casa la tasa de generación de calor liberado por las personas, las lámparas y los aparatos asciende a 150 Btu/min. Determine la entrada de potencia mínima...