Biofísica 3 Termodinámica (20) 42. Segundo principio

Un refrigerador recibe trabajo a razón de 370 W de potencia y extrae del congelador 21,2 kcal/min.

 

a) Calcular cuánto calor cede al ambiente en una hora, suponiendo que la máquina realiza un número entero de ciclos en ese lapso.

 

ΔU = QN - L (Primer principio)

 

donde

ΔU = variación de la energía interna (ciclo) = 0

QN = calor neto = Q2 – Q1

Q1 = calor cedido

Q2 = calor absorbido = 21,2 kcal/min 60 min = 1272 kcal

L = trabajo (recibido) = - 370 W = - 370 J/seg (1 cal /4,187 J) (3600 seg) = - 318 kcal

 

Reemplazando y despejando Q1

Q1 = 1272 kcal – ( - 318 kcal) = 1590 kcal 

 

 b.  Calcular la eficiencia del refrigerador, definida como el cociente entre la cantidad de calor extraída de la fuente fría y el trabajo recibido por el refrigerador en el mismo tiempo (en valor absoluto).

 

e  = | Q2 | / | L |  (Definición de eficiencia)

 

 

donde

e = eficiencia

Q2 = Calor absorbido = 1272 kcal

L = trabajo entregado = 318 kcal

 

Reemplazando

e = 1272 kcal / 318 kcal = 4