Problema 3.
Una máquina térmica que opera sobre el cid o de Camat. absorbe 800 kJ de calor de un
almacén a 327°C. realiza un trabajo neto
W
y cede una detemlinada cantidad de calor a un
almacen a
27°C.
a)
Calcular el rendimiento del cido, b)
el
trabajo neto. c) el calor cedido
al
almacén
a
baja
temperatura. d) determinar. mediante cálculos
de
entropía si el ciclo es posible reversible.
posible irreversible o imposible.
Jh tos:
T.
=
327°C"
600
K .
T~
-
27°C"" 300
K .
Q"
'"
800
kJ
SO/l/ció,,:
r.
-600 K
!
Q.
SOO kJ
~-. II'
1
Q.
Como la máquina opera sobre el cido de Camot. el rendimiento esta dado por:
al
r =r
= 1 _~=1_300=O.5=5O-/o .
e
1"..
600
Tambien se cumple que
r ""
W
..... ,
de donde:
Q.
W....
=rQ~:
eSloes
Dado que la energía se conserva.. entonces
IV
=
Q. - Q, .
entonces
almac~n
a menor temperatura es:
Q, '"
Q~
-IV
=(800 - 400) kJ "" 400
kJ
el calor cedido al
La variación en la entropía del universo está dada como:
llS_
""
llS"..
+
llS...,¡
En
donde
llS.."
=
O
porque el sistema opera cidicamente.
y
de
aquí
que:
=(-~+~1 : (-J.33+J.33 ) ~=O
llS.,,.
600
K
300
K
K
Como
llS__
es igual a cero. concluimos que el cido es:
/XJsibll' rel't!rsibh ..
67
1...,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68 70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,...196