Entropia

GUÍA DE EJERCICIOS N°2
TERMODINAMICA 2´ 2001
Problemas de entropía

1.- Un ciclo de potencia reversible recibe 1.000 Btu de energía por transferencia de calor desde un foco a 1.000 °F y cedeenergía por transferencia de calor a otro foco a 300°F. Determine:
a) El rendimiento térmico del ciclo
b) El trabajo neto desarrollado.

Respuestas: a)  = 0,4795 (47,95%)
b) Wneto = 479,5 Btu2.- En principio puede producirse energía eléctrica aprovechando el descenso de temperatura del agua con la profundidad en los océanos. En un lugar de la superficie del mar la temperatura es de 60 °Fy a una profundidad de 1/3 de milla la temperatura es de 35°F. Determine el rendimiento térmico máximo posible para cualquier ciclo de potencia que opere entre estas temperaturas.

Respuestas: =0,048 (4,8%)

3.- En régimen estacionario, un ciclo de refrigeración mantiene un compartimiento de congelación a –3°C absorbiendo energía por transferencia de calor desde los alimentos situados en suinterior a un ritmo de 1.000 KJ/h. Si el ciclo descarga energía al entorno, que está a 23°C. Determine la mínima potencia teórica necesaria para accionar el frigorífico, en kW.

Respuesta: Wciclo= 0,0268 kW

4.- Medio kilogramo de aire, considerado como gas ideal, ejecuta un ciclo de potencia de Carnot de rendimiento térmico igual a 50%. La transferencia de calor al aire durante laexpansión isotérmica es de 40 KJ. Al comienzo de la expansión isotérmica, la presión es de 7 bar y el volumen de 0,12 m3. Determine:
a) Las temperaturas máxima y mínima del ciclo, en °K.
b) El volumen alfinal de la expansión isotérmica, en m3
c) El trabajo y calor intercambiados en cada uno de los cuatro procesos que forman el ciclo, en KJ.
d) Represente el ciclo en un diagrama p-V.

Respuestas:
a)Tmax = 585,5 °K Tmin = 292,7 °K
b) V2= 0,193 m3
c) W12 = 40 KJ Q12 = 40 KJ
W23 = 107,5 KJ Q23 = 0 KJ
W34 = - 20 KJ Q34 = - 20 KJ
W41 = -107,5 KJ Q41 = 0 KJ
5.- Una...