Biofísica 2P Jul 22 T1 - 3. Termodinámica

En un ciclo de funcionamiento una maquina térmica extrae 400 J de calor de una fuente a 1000 K y entrega parte de ese calor a otra fuente que está a 300 K. el trabajo L que podría entregar n cada ciclo y el Q (en valor absoluto) cedido a la fuente fría puede tener los valore:

 

 L = 300 J ; Q = 100 J	 L = 400 J ; Q = 0 J	█ L = 280 J ; Q = 120 J
 L = 280 J ; Q = 100 J	 L = 200 J ; Q = 100 J	 L = 100 J ; Q = 400 J

 

ΔU = Q - L  Primera ley de la Termodinámica

 

Donde

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

Q = calor  = Qc - Qf

Qc = calor absorbido de la fuente caliente  = 400 J

Qf = calor cedido a la fuente fría

L = trabajo

 

Reemplazando y despejando Qc

Qc = Qf + L

 

L  (J)	Qf  (J)	L + Qf = (J)
300	100	300 +100 = 400
400	0		Falso   Qf  = 0
280	120	280 +120 = 400
280	100	280 +100 = 380	Falso  L + Qf ≠ Qc
200	100	200 +100 = 300	Falso  L + Qf ≠ Qc
100	400	100 + 400 = 500	Falso  L + Qf ≠ Qc

 

 

ηr ≤ ηi

 

Donde

ηr = rendimiento real = L / Qc

ηi = rendimiento ideal (maquina reversible) = 1 - Tf / Tc

Tf = temperatura de la fuente fría = 300 K

Tc = temperatura de la fuente caliente = 1000 K

 

Reemplazando en ηi

ηi = 1 - 300 K / 1000 K = 0,70

 

L  (J)	Qc  (J)	.ηr = L /Qc
300	400	300 / 400 = 0,75	Falso ηr > ηi
280	400	280 / 400 = 0,70	Verdadero ηr ≤ ηi