Ejemplo de máquina térmica (GIE)

De Laplace

Revisión a fecha de 12:07 12 mar 2012; Antonio (Discusión | contribuciones)

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1 Enunciado

Una máquina térmica consume 240 kg de carbón por hora, siendo el poder calorífico de este combustible de 13.0×10³ kcal/kg. Si la máquina tiene un rendimiento del 25% calcule el trabajo suministrado por la máquina y el calor cedido al foco frío en una hora

2 Solución

El calor que produce el carbón (el “foco caliente”) en una hora es

$\dot{Q}_\mathrm{in} = \left(240\,\frac{\mathrm{kg}}{\mathrm{h}}\right)\times\left(13.0\times 10^3\frac{\mathrm{kcal}}{\mathrm{kg}}\right)\times\left(4.1866\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{kcal}}\right)=13.1\frac{\mathrm{GJ}}{\mathrm{h}}$

De este calor que entra en el sistema, solo un 25% se va en trabajo realizado

$|\dot{W}| = 0.25\dot{Q}_\mathrm{in}= 3.27\frac{\mathrm{GJ}}{\mathrm{h}}$

mientras que el resto se pierde en calor desechado al medio ambiente (el “foco frío”)

$\dot{Q}_\mathrm{out} = 0.75\dot{Q} = 9.807\frac{\mathrm{GJ}}{\mathrm{h}}$

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