Trabajo que realiza una máquina térmica y calor que transfiere (7023)

, por F_y_Q

Una maquina térmica instalada en una industria consume 200 kg de carbón cada hora. El poder calorífico de carbón es de 13\cdot 10^3\ \textstyle{kcal\over kg} . La máquina es poco eficiente y genera gran impacto ambiental, siendo su rendimiento del 35 \% . Calcula para cada hora:

a) El trabajo realizado por la maquina térmica.

b) El calor que se pierde en el foco frío.


SOLUCIÓN:

En una hora entran en la máquina 20 kg de carbón, que aportan una energía de entrada de:

E_{ent} = 200\ \cancel{kg}\cdot \frac{1.3\cdot 10^4\ kcal}{1\ \cancel{kg}} = \color[RGB]{0,112,192}{\bm{2.6\cdot 10^6\ kcal}}

a) El trabajo que realiza la máquina está relacionado con el rendimiento de la máquina:

\eta = \frac{W}{E_{ent}}\cdot 100\ \to\ W = 0.35\cdot E_{ent}

Sustituyes y calculas:

W = 0.35\cdot 2.6\cdot 10^6\ kcal = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{9.1\cdot 10^5\ kcal}}}


b) El calor que se transfiere en el foco frío es la diferencia entre la energía de entrada y el trabajo que realiza la máquina:

Q = E_{ent} - W = (2.6\cdot 10^6 - 9.1\cdot 10^5)\ kcal = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{1.69\cdot 10^6\ kcal}}}