UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA
ANEXO 1
TAREA 3. MÁQUINAS TÉRMICAS Y SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
PRESENTADO POR
A:
CRISTIAN CAMILO RONDON
B:
Nombre del integrante que desarrolla los ítems b)
C:
Nombre del integrante que desarrolla los ítems c)
D:
Nombre del integrante que desarrolla los ítems d)
E:
Nombre del integrante que desarrolla los ítems e)
PRESENTADO A
Tutor
NOMBRE DEL TUTOR DE GRUPO
GRUPO
Número del grupo
FECHA DE ENTREGA
XXX de XX de 2019
Se debe desarrollar en todos los ejercicios el mismo ítem
seleccionado
a), b) c) d) ó e)
.
PASO 1. Ejercicios teóricos
Ejercicio 1
Elaborar una
infografía
en donde se conceptualice sobre los siguientes
temas
a) ¿Qué es y cómo funciona una máquina térmica, explique
las diferencias entre refrigerador y una bomba de calor?
¿Cómo se determinan y analizan sus eficiencias térmicas?
Respuesta (infografía):
b) ¿Qué entiende por entropía? ¿Cuál es el principio de
incremento de entropía? Y ¿cómo se interpretan los
cambios de entropía? Muestre ejemplos
Respuesta (infografía):
c) Explique en qué consiste la segunda ley de la
termodinámica y qué temas abarca. Explique ejemplos
donde se evidencie su aplicación
Respuesta (infografía):
d) Describa el ciclo de una maquina térmica de Carnot y el
refrigerador de Carnot. ¿Para qué se calcula su
eficiencia? Escribir las ecuaciones correspondientes
Respuesta (infografía):
e) ¿Qué es un proceso isentrópico, cómo se determina la
eficiencia isentrópica, su fórmula y a que dispositivos se
aplica? Muestre ejemplos
Respuesta (infografía):
PASO 2. Ejercicios prácticos
Ejercicio 2
2.1.
Cada estudiante resuelve el ejercicio de la tabla (de acuerdo
con ítem escogido) correspondiente a la temática de máquinas
térmicas.
Ítem
Ejercicio 2.1
a)
Una máquina térmica con una eficiencia térmica de Carnot de 82%
emite 3500 kJ/kg de calor al sumidero. ¿Cuánto calor recibe y a
qué temperatura está la fuente si el sumidero está a 200K?
Solución:
Teoriademaquinatermica
n
=
1
−
Q
sal
/
Q
ent
hallamos elQ
ent
0.82
=
1
−(
3500
kj
/
kg
)/
Q
ent
Q
ent
=
3500
kj
/
kg
0.82
−
1
Q
ent
=
19444.44
kj
/
KG
hallamosla temperaturadela fuente.
n
=
1
−
Tf
/
Tc
verificar despeje y corregir resultado
0.82
=
1
−(
200
k
)/
Tc
Tc
=
200
K
(
1
−
0.82
)
Tc
=
36
K
b)
Una máquina térmica con eficiencia de 73% trabaja en un ciclo de
Carnot. El calor sale de la máquina hacia un sumidero a 100 °F, a
razón de 1200 Btu/min. Determine la temperatura de la fuente
(debe trabajar en K o R) y la potencia de la maquina térmica en
BTU/min
Solución:
c)
Una máquina térmica opera entre una temperatura de 700 K y 273
K con un calor que va al sumidero de (QL) de 500 kJ/s y tiene una
eficiencia real del 35%, determine la eficiencia asumiendo un ciclo
de Carnot y compara ambas eficiencias. ¿Es posible que exista
esta máquina térmica?
Solución:
d)
Una máquina térmica con una eficiencia del 28% emite calor hacia
el sumidero a 1500 kJ/kg. ¿Cuánto calor recibe? ¿Si se sabe
además que la fuente está a 1200 K y el sumidero a 400 K, es esta
máquina posible? (comparar las eficiencias reales y de Carnot)
Solución:
e)
La eficiencia de una máquina térmica general es 43%, y produce
745 J/s de potencia. ¿A qué tasa se transfiere calor en este motor,
