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Problema 2.
Un sistema opera en ciclos entre dos almacenes a las temperaturas de 700
K
Y300
K.
Si el sistema realiza un trabajo neto de 250
k.J,
detenninar si el ciclo
es
posible (reversible o
irreversible) o imposible en cada uno de los casos siguientes.
Suponer que en todos ellos se conserva la energía.
a) El rendimiento del ciclo es de 25
%
bl El sistema absorbe 450 kJ de calor
c) El sistema cede ISO
kJ
de calor
Oatos genera les:
W=
250 kJ ,
r,
=
700
K,
r,
=
300
K
Solución:
al
n atos:
r
=
25%
=
0.25
De la definición de rendimiento:
W
.
r
= - ;
se tiene que:
Q,
Q
=
W
=
250 kJ
=
1000 k1
'<1
r
0.25
Dado que la energía se conserva,
W
=
Q"
-
Qc;
de donde:
Q.=Q.-W=(1000 -250)
k1=750kJ
La variación en la entropía del universo está dada como:
óSwnr>'
=
1:JS»"
+
óS"'",d
En donde
óS
s ;,"
=
O porque el sistema opera cíclicamente,
y
óS
-óS +óS
-
Q, Q,.
Q/",d
-
oItnTs
",,,,TI
--T+T'
,
'
de aquí que:
239
