Biofísica 2do Parcial Jun19 T1 – 6 Termodinámica

6. Cierta máquina térmica tiene un rendimiento del 40 %, y realiza trabajo con una potencia mecánica de 2 KW, intercambiando calor entre una fuente calorífica a 477°C, y el ambiente que se halla a 27°C. Al cabo de un minuto de funcionamiento de la máquina completando un número entero de ciclos, el calor intercambiado con el ambiente es:

 300 KJ              120 KJ             █ 180 KJ

 100 KJ              60 KJ                 240 KJ

Pot = W / Δt ( Potencia)

donde

Pot = potencia = 2 kW = 2.000 W

Δt = tiempo = 1 min = 60 s

W = trabajo entregado

Reemplazando y despejando W

W = Pot Δt = 2.000 W 60 s = 120.000 J

η = W / Qc

donde

η = rendimiento = 0,40

W = trabajo entregado

Qc = calor entregado por la fuente caliente = Qf + W  (segundo principio)

Qf = calor cedido a la fuente fría (el medio ambiente)

Reemplazando en el rendimiento

η = W / Qc = W / (Qf + W)

despejando Qf

Qf = (W – η W) / η =  120.000 J (1 – 0,40) / 0,40 = 180.000 J = 180 kJ  < ------------