Bomba de calor alimentada por máquina térmica

De Laplace

1 Enunciado

Se desea mantener constante la temperatura de un recinto en 27 °C, siendo la temperatura exterior de −3 °C. El flujo de calor que escapa al exterior es de 5400 W.

1. ¿Cuánto vale la resistencia térmica de las paredes?
2. Si para mantener la temperatura del recinto se emplea una bomba de calor reversible, ¿cuánto trabajo debe absorber la bomba por segundo?
3. Para obtener este trabajo se emplea una máquina térmica, también reversible, que opera entre 1350 K y la temperatura exterior. ¿Cuánto calor toma del foco caliente por segundo y cuánto expulsa al foco frío?
4. Para este conjunto de habitación, bomba y máquina, ¿cuánto vale la producción de entropía por segundo en cada uno de los tres elementos y en conjunto?
5. Suponga ahora que tanto la bomba de calor como la máquina tienen una eficiencia del 50% respecto a las reversibles. ¿Cuáles son en ese caso las respuestas a las preguntas de los apartados 2, 3 y 4?

2 Resistencia térmica

3 Bomba de calor

4 Máquina térmica

5 Producción de entropía

6 Caso no ideal

6.1 Bomba de calor

6.2 Máquina térmica

6.3 Producción de entropía