1.- Una máquina térmica absorbe 360 J de energía térmica y realiza 25 J de trabajo en cada ciclo. Encuentre a) la eficiencia de la máquina y b) la energía térmica liberada en cada ciclo. (6,94%; 335J)

2.- Una máquina térmica efectúa 200 J de trabajo en cada ciclo y tiene una eficiencia del 30%. En cada ciclo, ¿cuánta energía térmica se: a) absorbe y b) libera?

3.- El calor que absorbe una máquina es tres veces mayor que el trabajo que realiza. A) ¿Cuál es su eficiencia térmica?, b) ¿qué fracción del calor absorbido es liberado hacia el depósito frio? (0,33; 0,667)

4.- Determine el cambio en la energía interna de un sistema que a) abosrbe 500 cal de energía térmica mientras efectúa 800 J de trabajo externo, b) absorbe 500 cal de energía térmica mientras 500 J de trabajo externo se efectuan sobre el sistema, c) se mantiene a un volumen constante mientras se extraen 1000 cal del sistema.

5.- Un gas ideal se comprime a la mitad de su volumen original mientras su temperatura se mantiene constante, a) si 1000 J de energía se extraen del gas durante la compresión, ¿cuánto trabajo se realiza sobre el gas?, b) ¿cuál es el cambio en la energía interna del gas durante la compresión? (1 kJ, 0)

6.- Una máquina particular tiene una salida de potencia 5 kW y una eficiencia de 25%. Si la máquina libera 8000 J de energía térmica en cada ciclo, encuentre a) el calor absorbido en cada ciclo, y b) el tiempo para cada ciclo.

7.- Una máquina absorbe 1600 J de un depósito caliente y expulsa 1000 J hacia un depósito frio en cada ciclo. A) ¿Cuál es la eficiencia de la máquina?, b) ¿Cuánto trabajo se efectúa en cada ciclo?, c) ¿Cuál es la salida de potencia de la máquina si cada ciclo dura 0,3 s? (0,375; 600 J, 2 kW)

Máquina de Carnot

Se sugiere ver el siguiente link

Si gusta también puede ver este otro link

8.- Una máquina térmica opera entre dos depósitos a 20ºC y 300 ºC. ¿Cuál es la eficiencia máxima posible para esta máquina?

9.- Una central eléctrica trabaja con una eficiencia de 32% durante el verano, cuando el agua de mar para enfriamiento está a 20ºC. La planta utiliza vapor a 350ºC para accionar las turbinas. Suponiendo que la eficiencia de la planta cambia en la misma proporción que la eficiencia ideal, ¿cuál es la eficiencia de la planta en el invierno cuando el agua de mar se encuentra a 10ºC? (0,33)

10.- Una máquina de Carnot tiene una salida de potencia de 150 kW. La máquina opera entre dos depósitos a 20ºC y a 500ºC. A) ¿Cuánta energía térmica se absorbe por hora?, b) Cuánta energía térmica se pierde por hora?

11.- Se ha propuesto una central eléctrica que aprovecha el gradiente de temperatura del océano. El sistema operará entre 20ºC (temperatura del agua superficial) y 5ºC (temperatura del agua a una profunidad cercana a 1 km). A) ¿Cuál es la eficiencia máxima de un sistema con estas características?, b) Si la salida de potencia de la planta es 75 MW, ¿cuánta energía térmica se absorbe por hora?, c) ¿Qué factor compensatorio hace interesante esta propuesta a pesar del valor calculado en el inciso a)? (5,12%; 5,27 TJ)

12.- Una máquina térmica opera en un ciclo de Carnot entre 80ºC y 350ºC. De un depósito caliente absorbe 20.000 J de energía térmica por ciclo. La duración de cada ciclo es de 1 s. A) ¿Cuál es la máxima salida de potencia de esta máquina?, b) Cuánta energía térmica expulsa en cada ciclo?

volver