Problema 2.
Una máquina térmica opera entre dos almacenes térmicos a las temperaturas de
600
K
Y
300
K.
Suponiendo que la energía se conserva:
a) Determinar la mínima cantidad de calor que el sistema puede absorber de l almacén a
600 K,
si se sabe que el calor cedido al almacén a menor temperatura es de
300
kJ
Indicar para cada uno de los casos siguientes, si la máquina opera en forma posible
(reversible o irreversible) o imposible:
b) El sistema absorbe
500 kJ
de calor del almacén a
600
K
Y
realiza
un
ciclo con un
rendimiento de 60%
c) El sistema realiza un trabajo neto de
200 kJ Y
cede
400
kJ
de calor al almacén a
temperatura menor
Datos
generales:
T
s
=
600
K , T
t
=
300
K
Solución:
a)
Datos:
Q,
~
300 kJ
La mínima cantidad de calor que
el
sistema puede absorber del almacén a 600
K
se obtiene
cuando ésta opera en forma posible reversible; esto es cuando es una máquina térmica de
Camot y por lo tanto opera con
el
rendimiento máximo.
La variación en la entropía del universo está dada como:
D.S~",.
=
M ,
isf
+
óS
alnd
En donde
tlS'iJl:=
O porque el sistema opera cíclicamente, y
. "
-óS
óS
__
Qo +Q,
LlJ"I""d
-
"1,,,
Ts
+
,,1m Tt -
T
s
~
de aquí que:
262
1...,261,262,263,264,265,266,267,268,269,270 272,273,274,275,276,277,278,279,280,281,...312