Calentamiento ineficiente de una casa
De Laplace
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1 Enunciado
En una casa de la que escapa un flujo de calor de 80000 kJ/h cuando la temperatura exterior es de 15°C y la interior se mantiene constante a 22°C se emplean estufas de resistencia eléctrica. Determine el coeficiente de desempeño relativo al máximo posible, la producción de entropía por hora y el consumo extra respecto a una bomba de calor reversible.
2 COP relativo
En una estufa de resistencia eléctrica, todo el calor que se produce proviene exclusivamente del trabajo eléctrico realizado, por lo que su coeficiente de desempeño es simplemente
El COP máximo que podría alcanzarse con una bomba de calor lo da el de una reversible
por lo que el valor relativo al máximo posible es
Vemos que la estufa de resistencia es absolutamente ineficiente.
3 Producción de entropía
La cantidad de entropía generada por la estufa vale teniendo en cuenta que simplemente entrega calor a un foco a 22°C
Esta cantidad se ve incrementada por el hecho de que el calor escapa al exterior, que está a 15°C, siendo la producción de entropía correspondiente
Siendo el total de producción de entropía la misma que si el calor de la estufa se arrojara directamente al exterior:
