Ejercicios resueltos

Caso práctico
Una máquina térmica absorbe un 360 J de calor mientras realiza un trabajo de 25 J durante cada ciclo.
Determinar: a) Eficiencia que presenta la máquina. b) Calor liberado cedido durante cada ciclo.
Una máquina térmica que presenta una eficiencia del 30%, realiza un trabajo de 200 J. durante cada ciclo.
Determina:
a) ¿Que cantidad de calor absorbe durante el ciclo?
b) ¿Qué cantidad de calor libera?
Una máquina térmica de 5 Kw de potencia, con una eficiencia del 25%, se sabe que cede 8 KJ de calor durante cada ciclo.
Determina:
a) Calor que absorbe durante cada ciclo.
b) Tiempo que dura cada ciclo.

Ejercicio resuelto
Un frigorífico con un COP de 5, absorbe 120J de calor de una fuente fría durante cada ciclo.
Determina: a) Trabajo realizado durante cada ciclo. b) Calor cedido a la fuente caliente.
Un frigorífico absorbe 100 J del foco frío durante cada ciclo, cediendo 130 J al foco caliente.
Determinar:
a) La potencia que debe tener el compresor si se realizan 60 ciclos por segundo durante el proceso de refrigeración.
b) COP del frigorífico.

Caso práctico
Una oficina de proyectos técnicos se ha comprometido a diseñar un equipo que mantendrá una temperatura de 22ºC en un edificio que presenta unas pérdidas de calor de 8 kw, para lo que extraerá el calor de las aguas de un embalse próximo que se mantiene a una temperatura de 2ºC, empleando para ello una bomba de calor que tiene un consumo de 0,5 kw.

Caso de estudio
Determinar:
a) El rendimiento de la máquina térmica.
b) El máximo rendimiento que podría llegar a tener esa máquina térmica.
c) El calor cedido a la fuente fría.
Una máquina térmica absorbe 900 J de un foco caliente que se encuentra a 177ºC, presentando una eficiencia del 40%.
Determina:
a) Calor cedido al foco frío
b) Temperatura a que se encuentra el foco frío.

Caso de estudio
Un gas ideal diatómico (cv=5/2 R) se encuentra inicialmente a una temperatura T1=27ºC, una presión p1=105 Pa y ocupa un volumen V1=0.4 m3. El gas se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen V2=1,2 m3. Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez V1 y por último vuelve a su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son reversibles.
a) Dibuja el ciclo en un diagrama p-V. Calcula el número de
moles del gas y la presión y la temperatura después de la expansión
adiabática.
b) Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada transformación.
Se pide:
a) Dibuja el ciclo en un diagrama p-V especificando las transformaciones que lo componen. Calcula la eficiencia.
b) Calcula el calor intercambiado en cada etapa y la relación entre los volúmenes en la compresión isoterma.
c) Sabiendo que después de la expansión isoterma el volumen del gas es V3= 0.5 m3, calcula la presión y el volumen después de la compresión adiabática.

Caso de estudio
En una transformación
termodinámica se comprime un gas isobáricamente a una presión de 0,8 atm desde
un volumen de 9 dm3 hasta 2dm3, mientras transcurre el
proceso el gas cede al ambiente una energía calorífica de 400j.
Determinar: Trabajo que realiza
el gas durante la transformación y el incremento de energía interna que
experimenta el gas.
Determinar: el trabajo realizado por el gas durante el proceso y el calor total cedido al sistema.
Determinar: El volumen final del gas. El trabajo realizado por el gas durante el proceso, y el calor que se transfiere.
Determine: La modificación de energía interna del gas, y su temperatura el final del proceso.