Ejer 2ley Termo

 

Ejercicios resueltos

  2° Ley de Termodinámica Rendimiento – Eficiencia de máquinas térmicas 1)  Cuál es el rendimiento de una maquina térmica a la cual se le suministra 8000 calorías



para obtener 25200 Joules de calor(Q) de salida.

 = 1  = 1−2 1 = 1 − 2 1  Dónde: W = Trabajo Mecánico [Cal, Joules] Q1 = Calor Suministrado [Cal, Joules] Q2 = Calor Obtenido [Cal, Joules] e = Eficiencia [ % ] Solución: Convertimos 25200 J a cal:

1  ) = 6023   25200 (4.184   =0.247=0.25   = 1 − 6023 8000 

El rendimiento de la maquina térmica es equivalente a un 25% 2 5% 2)  Una persona comenta que construyo una maquina térmica la cual en cada ciclo recibe 100 cal de la fuente caliente, y realiza un trabajo de 418 J. Sabiendo que una 1 cal = 4.184 J. ¿Qué puede opinar al respecto? Solución:

100  ((4.184 1  ) = 418. 418.4   418  =0.99=1   = 418.4  El rendimiento de la maquina térmica es equivalente a un 100%. 1 00%. Por lo que nuestra respuesta tendrá que ser, que eso es imposible ya que viola la segunda ley de la termodinámica, al decir que una máquina no puede realizar una eficiencia de 100%, puesto que al realizar algún trabajo la energía tiene que disiparse de alguna forma o transformarse en otra cosa.

 

3)  Un motor de gasolina utiliza 12000 J de calor para producir 3200 J de trabajo por ciclo. El calor proviene de que mar gasolina que tiene un calor de combustión Lc = 42000 J/Kg. a)  Calcule la eficiencia térmica del sistema. b)  Cuanto calor se pierde en cada ciclo. c iclo. c)  Que masa de gasolina se quema en cada c ada ciclo. d)  Si el motor opera a 60 ciclos/seg. Determine la potencia de salida en Kw. Solución:

Cantidad de calor que toma de la fuente de calor caliente.

Parte del calor que convierte en trabajo útil.

Calor que se pierde a una fuente de calor frio.

a)

 = 3200  =0.267=26.7%   =  12000  El rendimiento de la maquina térmica es equivalente e quivalente a un 26.7%. b) El calor que se pierde en cada ciclo esta expresado por:

=−   

 = 12000  −=− 3200  = 8800   El calor perdido es de 8800 J. c)

=∗  12000  = 0.286  =  =    286    42000 La masa de gasolina que se quema en e n cada ciclo es de 0.286 K Kg. g.

 

d) 

)=3200      = ( ) = (13200     (60 )=192000      = 3200    =192000    = 1920 192000 00  = 192 192   La potencia de salida en Kw es e s de 192.

  3° Ley de Termodinámica

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