Cap 6 Termo

Ingeniería Termodinámica Capítulo #6 Segunda Ley de la Termodinámica Termodinámica Marco Cárdenas Aldaco 214466!" Segunda ley de la termodinámica y depsitos de energía t$rmica 6-1C Describa un proceso imaginario que satisfaga la primera ley pero que viole la segunda ley de la termodinámica. 6-2C Describa un proceso imaginario que satisfaga la segunda ley pero viole la primera ley de la termodinámica. 6-3C Describa un proceso imaginario que viole tanto la primera como la segunda leyes de la termodinámica. 6-4C 6-4C n e!pe e!perim rimen entad tador or asegu asegura ra "aber "aber subid subido o la tempe temperat ratur ura a de una una peque#a cantidad de agua a 1$% &C trans'riendo calor de vapor a alta presi(n a 12% &C. )*s +sta una aseveraci(n ra,onable )or qu+ /uponga que no se usa en el proceso ni refrigerador0 ni bomba de calor. 6-$C )u+ es un dep(sito de energa t+rmica D+ algunos eemplos. 6-6C Considere el proceso de "ornear papas en un "orno convencional. )/e pued puede e consid considera erarr el aire aire calien caliente te del del "orn "orno o como como un dep( dep(sit sito o t+rmic t+rmico o *!plique. 6-C Considere la energa generada por un televisor. )Cuál es una selecci(n adecuada para dep(sito de energa t+rmico5

Má%uinas t$rmicas y e&ciencia t$rmica 6-C )*s posible que una máquina t+rmica opere sin rec"a,ar ning7n calor de desec"o a un dep(sito de baa temperatura *!plique. 6-8C )Cuáles son las caractersticas de todas las máquinas t+rmicas 6-1%C 9os calentadores con base de tablilla son básicamente calentadores de resistencia el+ctrica0 y se usan con frecuencia para calefacci(n de espacios. na ama de casa asegura que sus calentadores con base de tablilla0 que tienen $ a#os de uso0 tienen una e'ciencia de conversi(n del 1%% por ciento. )*s esta a'rmaci(n una violaci(n de algunas leyes termodinámicas *!plique. 6-11C )Cuál es la e!presi(n de :elvin-lanc; de la segunda ley de la termodinámica 6-12C )na máquina t+rmica que tiene una e'ciencia t+rmica de 1%% por ciento viola necesariamente a< la primera ley y b< la segunda ley de la termodinámica *!plique. 6-13C *n ausencia total de fricci(n y de otras irreversibilidades0 )puede una máquina t+rmica tener una e'ciencia de 1%% por ciento *!plique. 6-14C 9as e'ciencias de todos los dispositivos productores de trabao0 incluyendo las plantas "idroel+ctricas0 )están limitadas por la e!presi(n de :elvin-lanc; de la segunda ley *!plique. 6-1$C Considere una cacerola de agua que se calienta a< colocándola en una parrilla el+ctrica y b< colocando un elemento calentador en el agua. )Cuál de los dos m+todos es la manera más e'ciente de calentar el agua *!plique.

'e(rigeradores y )om)as de calor 6-28C )Cuál es la diferencia entre un refrigerador y una bomba de calor 6-3%C )Cuál es la diferencia entre un refrigerador y un acondicionador de aire 6-31C *n un refrigerador0 el calor se trans'ere de un medio de menor temperatura =el espacio refrigerado< a uno de mayor temperatura =el aire de la cocina de 1.$. *s decir0 el refrigerador remueve 1.$ ;?" de energa del espacio refrigerado por cada ;?" de electricidad que consume. )*s +sta una violaci(n de la primera ley de la termodinámica *!plique. 6-3C )Cuál es la e!presi(n de Clausius de la segunda ley de la termodinámica

6-3C Demuestre que las e!presiones de :elvin-lanc; y de Clausius de la segunda ley son equivalentes. Má%uinas de mo*imiento perpetuo 6-$C n inventor a'rma que "a desarrollado un calentador de resistencia que da 1.2 ;?" de energa a un cuarto por cada ;?" de electricidad que consume. )*s +sta una aseveraci(n ra,onable0 o este inventor "a desarrollado una máquina de movimiento perpetuo *!plique. 6-$8C *s de conocimiento com7n que la temperatura del aire sube cuando se le comprime. n inventor pens( usar este aire de alta temperatura para calentar edi'cios. s( un compresor actuado por un motor el+ctrico. *l inventor dice que el sistema de aire caliente comprimido es 2$ por ciento más e'ciente que un sistema de calentamiento por resistencia que d+ una cantidad equivalente de calentamiento. )*s esta a'rmaci(n válida0 o es s(lo otra máquina de movimiento perpetuo *!plique.

+rocesos re*ersi)les e irre*ersi)les 6-6%C Demuestre que los procesos que usan trabao para me,clar son irreversibles considerando un sistema adiabátic ocuyo contenido se agita "aciendo girar una rueda de paletas dentro del sistema =por eemplo0 batir una me,cla de pastel con un me,clador el+ctrico