Biofísica 2 P CISALE 2019 T1 – 6 Termodinámica

6. Una máquina cíclica opera entre las temperaturas T2 = 600K y T1= 300K. ¿Qué valores de los calores Q2 y Q1, respectivamente entre los que siguen, serían posibles para que la máquina entregue un trabajo L de 1000J por ciclo, sin contravenir ninguno de los principios termodinámicos?

	a) 1800 J y 800 J
	b) 1080 J y 80 J
X	c) 2100 J y 1100 J
	d) 2000 J y 1800 J

ΔU = Q – L (1er principio)

donde

ΔU = variación de energía interna (ciclo) = 0

Q = calor neto intercambiado = Q2 – Q1

L = trabajo entregado = 1000 J

Reemplazando

Q2 – Q1 = L = 1000 J

Descartada la opción d  ( 2000 J – 1800 J = 200 J)

ηi = 1  - T1 /T2

donde

ηi = rendimiento maquina ideal (máximo posible)

T1 = temperatura fría = 300 K

T2 = tempetura caliente = 600 K

Reemplazando

ηi = 1 – 300 K / 600 K = 0,5

ηr = W / Q2

donde

ηr = rendimiento maquina real

W = trabajo = 1.000 J

Q2 = calor absorbido fuente  caliente

Reemplazando y comparando con ηi

ηr = 1.000 J / Q2 < 0,5  

despejando Q2

Q2 > 1.000 J / 0,5 = 2.000 J  ------------ Q2 > 2.000 J ----- opción c