Biofísica 2 P Nov 24 TB – 2. Termodinámica

 Una maquina térmica recibe por cada ciclo 200 J de calor de una fuente a 500 K y entrega un trabajo L liberando al ambiente (Tamb = 300 K) un calor Q. ¿Cuáles deben ser los valores de L y Q para que la maquina térmica tenga un rendimiento igual a la mitad del rendimiento ideal

 

 

□ L = 10 J y Q = 80 J	□ L = 100 J y Q = 100 J	□ L = 80 J y Q = 120 J
□ L = 50 J y Q = 160 J	□ L = 100 J y Q = 0 J	█ L = 40 J y Q =160 J

 

 ηi = 1 – Tf / Tc

 

Donde

ηi = rendimiento ideal

Tf = temperatura de la fuente fría = 300 K

Tc = temperatura de la fuente caliente = 500 K

 

Reemplazando

ηi = 1 – 300 K / 500 K = 0,40  = 40%

 

 ηr = L / Qc

 

Donde

ηr = rendimiento real = ηi /2 = 0,40 /2 = 0,20

L = trabajo

Qc = calor absorbido de la fuente caliente = 200 J

 

Reemplazando y despejando L

L = ηr Qc = 0,20 * 200 J = 40 J

 

 

Qc = Qf + L

 

Donde

Qf = calor cedido a la fuente fría = Q

 

Reemplazando y despejando Q

Q = Qc – L = 200 J – 40 J = 160 J