Problema 2.
En la figura se muestra una máqui na térmica que produce un trabajo
W.
a) Calcular cuál es la mínima cantidad de calor que puede cederse al almacén inferior.
b) Si la maquina funciona con un rendimiento de 60 % Yproduce el mismo trabajo del
inciso anterior, detemlinar si el proceso es posible (reversible o irreversible) o
imposible.
c) Si el calor cedido es de 300 kJ, calcular el rendimiento de la máqu ina
y
detenninar si
el proceso es posible (reversible o irreversible)
o
imposible.
i!t,~1000K
~
Q..
=
400 kJ
~-w
~
Q,
Solucioll:
La mínima cantidad de calor que puede cederse al almacén inferior se obtiene cuando la
máquina opera en forma posible reversible. esto es como una máquina ténnica de Carnot
para lo cual opera con el rendimiento máximo, mismo que está dado como:
Q,
T
500
r
=
1--
=
I- --L = 1---=0.5;
por
lo que:
Q,
T,
1000
Q,.
=
I-r'
de donde·
Q,
'
.
y de la Ley de Conservación de la energía:
W
=
Q, - Q,
= (400 - 200)
kJ
= 200 kJ
b)Si
r =60%=0.6
y
W=200 kJ
W
De la defin ición de rendimiento:
r
= - =
O6 .
Q,
.,
resulta que: Q =
W
= 200 kJ
=
33333 kJ
Q
r
0.6
.
y
de la Ley de Conservación de la Energía:
W
=
Q"
-
Qc
'
se tiene que:
256
1...,255,256,257,258,259,260,261,262,263,264 266,267,268,269,270,271,272,273,274,275,...312