Termodinamica

Capitulo 6
Refrigeradores y bombas de calor
6-37.-Un refrigerador tiene un COP de 1.5 es decir el refrigerador quita 1.5 kWh de energía del espacio refrigerado por cada 1 kWh de electricidad que consume. ¿Es esta una violación de la primera ley de la termodinámica? Explique:
No porque COPr=QL/W neto y va de un espacio refrigerado a uno con mas calor-------------------------------------------------
DATOS:
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Went=450 Kw
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COPr=2.5
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M=10 kg
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∆T= (20-8) °C=12°C
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C=4.2 kJ/kg°C
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∆t=?-------------------------------------------------
Solución:
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Lo que nos pide es el tiempo en el que el refrigerador enfriara
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Las sandias por lo tanto:
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∆t=QLQ¨L
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Necesitamos calcular esas dosincógnitas
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QL=mC (∆t)=10 kg( 4.2 KJ/kg*°C)(12°C)=504kJ para una sandia
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Entonces (5*504 kJ)=2,520 kJ
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Q´= (COPr)(W´net,ent)=(2.5)(450 kw)=1125 kW
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Y ya tenemos ahora todos los datos-------------------------------------------------
∆t=QLQ¨L=2,520 kJ1125 kW/1000=2240 segundos
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6-47.-Un refrigerador domestico que tiene una entrada de potencia de 450kW y un COP de 2.5 debe enfriar cuatro sandias grandes de 10 kg cada una, a 8°C. Si las sandias están inicialmente a 20 °C, determine cuanto tardara el refrigerador en enfriarlas. Las sandiasse pueden tratar como agua, cuyo calor especifico es de 4.2 kJ/kg*°C ¿Su respuesta es realista u optimista? Explique:

Maquinas térmicas de Carnot
6-75C.-Hay alguna manera de aumentar la eficiencia de una maquina térmica de Carnot que no sea aumentar TH o disminuir TL?: Yo pienso que jamás ya que estamos alterando la segunda ley
6-78.-Usted es un ingeniero en una planta de generacióneléctrica. Usted sabe que las llamas de la caldera alcanzan una temperatura de 1200 K, y que hay disponible agua de enfriamiento de un rio cercano a 300 K. ¿Cuál es la eficiencia máxima que puede alcanzar la planta?:-------------------------------------------------
Solución:
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Sabemos que para encontrar la eficiencia máxima se utiliza la eficiencia deCarnot
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ηter =1-QL/QH= 1- (300K/1200K)=0.75

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Solución:
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Esto se puede saber calculando la eficiencia máxima y comparando con la eficiencia normal que brinda y si es mayor que la eficiencia de Carnot entonces no es razonable.-------------------------------------------------
Ηter =W/QH= 300 kJ/ 700kJ=0.42857*100=42.85%
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ηtercarnot =1-TL/TH=1-(290/500)=0.42*100=42%
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Por lo tanto esta maquina termina es un fraude :D
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6-86.-Un inventor afirma haber desarrollado una maquina térmica querecibe 700 kJ de calor de una fuente a 500 K y produce 300 kj de trabajo neto mientras rechaza el calor de desecho a un sumidero a 290 K ¿Es esta una afirmación razonable? ¿Porque?:
6-88.-Una planta eléctrica geotérmica usa agua geotérmica extraída a 160 °C a razón de 440 kg/s como fuente de calor, y produce 22 MW de potencia neta. Si la temperatura del entorno es de 25 °C, determine:
a) ηter,...