Question

Una máquina térmica con eficiencia de 65% trabaja en un ciclo de carnot. el calor sale de la máquina hacia un sumidero a 85 °f, a razón de 80 btu/min. determine la temperatura de la fuente y la potencia de la maquina térmica

Answer 1

La máquina térmica tiene una temperatura en la fuente de 242.85 ºF y genera una potencia de 148.57 BTU/min.

Explicación:

NOMENCLATURA USADA:

• Qe = calor de entrada
• Qs = calor de salida
• W = potencia o trabajo
• Tc = temperatura del foco caliente (entrada)
• Tf = temperatura del foco frío (salida)

Tenemos que la eficiencia de una máquina térmica se puede expresar como:

n = 1 - [T(frío)/T(caliente)] → eficiencia

0.65 = 1 - 85ºF/Tc

(0.65-1) = - 85ºF/Tc

Tc = 242.85 ºF

Entonces, la temperatura de la fuente es igual a 242.85ºF.

Ahora, tenemos el calor de salida que son 80 BTU/min, debemos encontrar el calor de entrada, tal que:

n = W/Qe

n = (Qe - Qs)/Qe

0.65 = (Qe - 80 BTU/min)/Qe

(0.65)·Qe = Qe - 80BTU/min

80 BTU/min = Qe - 0.65Qe

80 BTU/min = 0.35Qe

Qe = 228.57 BTU/min

Ahora, si podemos encontrar la potencial, tal que:

n = W/Qe

0.65 = W/(228.57 BTU/min)

W = 148.57 BTU/min

Entonces, la potencia es de 148.57 BTU/min.