Question

En cierto taller se tiene un acople de dos máquinas de Carnot, donde la primera máquina opera entre los reservorios de 1100K y 700K y la segunda maquina entre 700K y 350K. Si se conoce que el primer reservorio suministra 1600 J de calor al sistema. Determine el valor del trabajo de cada máquina y el trabajo total del sistema.

Answer 1

Trabajo de la maquina 1 W1 = 576 J

Trabajo de la maquina 2 W2 = 1088 J

Trabajo total Wt = 1664 J

Explicación paso a paso:

Datos del enunciado:

Th1 = 11000K

Tl1 = Th2 = 700K

Tl2 = 350 K

Qh1 = 1600J

Ql1 =Qh2

W1=?

W2=?

Wt=?

Calculo del Trabajo de la maquina 1 W1:

Ecuación que relación calor suministrado y trabajo esta dada por la siguiente expresión:

η = W/Qh .:. (1)

Calculamos eficiencia:

η = 1 - Tl/Th

η = 1 -700K/1100K

η =  0,36 .:. sustituimos en (1)

η = W/Qh .:. Despejamos W1

W1 = ηQh = 0,36*1600J

W1 = 576 J

ahora calculamos el calor disipado por el sistema:

η = 1 - Ql/Qh

Ql1 = (η + 1 )Qh

Ql1 = (0,36 + 1 ) 1600J

Ql1 = 2176 J = Qh2

Para calcular trabajo de la maquina 2 W2 Efectuamos el procedimiento anterior

Calculamos eficiencia:

η = 1 - Tl/Th

η = 1 -350K/700K

η =  0,5 .:. sustituimos en (1)

η = W/Qh .:. Despejamos W1

W2 = ηQh = 0,5*2176J

W2 = 1088 J

Sumando ambos trabajos:

Wt = W1 +W2

Wt = 576 J + 1088 J

Wt = 1664 J