Problemas del segundo principio de la termodinámica
De Laplace
Contenido |
1 Rendimiento de un ciclo recorrido por un gas ideal
2 Sobrecoste originado por la luz de un frigorífico
3 Eficiencia de un ciclo Otto
indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresión
siendo r = VA / VB la razón de compresión. Para ello, halle el rendimiento a partir del calor que entra en el sistema y el que sale de él; exprese el resultado en términos de las temperaturas en los vértices del ciclo y, con ayuda de la ley de Poisson, relacione este resultado con los volúmenes VA y VB.
4 Caso práctico de ciclo Otto
Suponga un ciclo Otto ideal con una relación de compresión de 8. Al inicio de la fase de compresión, el aire está a 100 kPa y 17°C. En la combustión se añaden 800 kJ/kg de calor. Determine la temperatura y la presión máximas que se producen en el ciclo, la salida de trabajo neto y el rendimiento de este motor.
5 Eficiencia de un ciclo Brayton
Un ciclo Brayton (o Joule) ideal modela el comportamiento de una turbina, como las empleadas en las aeronaves. Este ciclo está formado por cuatro pasos reversibles, según se indica en la figura. Pruebe que el rendimiento de este ciclo viene dado por la expresión
siendo r = p2 / p1 la relación de presión. El método para obtener este resultado es análogo al empleado para el ciclo Otto.
6 Caso práctico de ciclo Brayton
Una central eléctrica de turbina de gas que opera en un ciclo Brayton ideal tiene una relaci´on de presión de 8. La temperatura del gas es de 300 K en la entrada del compresor y de 1300 K en la entrada de la turbina. Determine la temperatura del gas a la salida del compresor y de la turbina, y la eficiencia de esta turbina.
