c. Una máquina térmica con eficiencia de 75% trabaja en un ciclo de Carnot. El calor sale de la máquina hacia un sumidero a 100 °F, a razón de 1200 Btu/min. Determine la temperatura de la fuente (debe trabajar en K o R) y la potencia de la maquina térmica en BTU/min
Respuestas
La temperatura de la fuente y la potencia de la maquina térmica en BTU/min son respectivamente :
T2 = 77.69 ºK ; W neta = 3600 Btu/min
Eficiencia : η = 75%
QL = 1200 Btu/min
T1 = 100ºF ºC = ( ºF -32)*5/9 = ( 100-32)*5/9 = 37.77ºC +273 = 310.77ºK
T2 =?
Wneta ( Potencia ) =?
Calculo de la temperatura de la fuente :
η = ( T1-T2 )/T1
Se despeja T2 : T2 = T1* ( 1 - η )
T2 = 310.77K* ( 1-0.75)
T2 = 77.69 ºK
Ecuación de eficiencia térmica :
η rev = 1 - QL/QH = 0.75
Se despeja QH : QH = QL/(1 - η rev )
QH = 1200 Btu/min /( 1-0.75 )
QH = 4800 Btu/min .
Calculo de la potencia W neta de la máquina térmica :
Wneta = η rev* QH
W neta = 0.75 * 4800 Btu/min
W neta = 3600 Btu/min