Pregunta 03. Una máquina térmica tiene una potencia de salida de 5 kW y una eficiencia de 35%. Si la máquina libera 8000 J de calor en cada ciclo, calcular: a) el calor absorbido en cada ciclo, b) el tiempo que tarda en completar cada ciclo.
Respuestas
Respuesta:
Tómalo como ejemplo amigo.
Explicación paso a paso:
Contamos en nuestro laboratorio con una máquina con una potencia de salida de 8 kW y mantiene una eficiencia de 20%. Si nuestra máquina libera 8500 J de calor en cada ciclo que realiza, encuentre: cuanto calor absorbe en cada ciclo y en qué tiempo lo hace
P = 8Kw = 8000w
η = 0.20%
Q1 = 8500 J
Q2 = ?
t = ?
Aplicando las ecuaciones de una maquina térmica tenemos que :
η = W / Q2 Q2 = W + Q1
tenemos que
W = η*Q1 / 1 - η
W = 0.20*8500 / 1 - 0.20 ⇒ W = 2125 J
Hallando Q2
Q2 = W + Q1 ⇒ Q2 = 2125 J + 8500 J ⇒ Q2 = 10625 J
Calculando el tiempo:
W = P*t
t = W / P
t = 2125 / 8000
t = 0.26seg.
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El calor absorbido por la máquina térmica es de 12307.69 J y cada ciclo tarda 0.86 s.
Explicación paso a paso:
1. La eficiencia de una máquina térmica se puede calcular como:
η = (Qe - Qs) / (Qe)
Donde:
- Qe = calor de entrada o absorbido
- Qs = calor de salida o liberado
Por tanto, procedemos a buscar el calor de entrada o absorbido:
0.35 = (Qe - 8000 J) / (Qe)
(0.35)·Qe= (Qe - 8000 J)
8000 J = Qe - 0.35Qe
8000 J = 0.65Qe
Qe = 12307.69 J ; siendo este el calor absorbido
2. Para calcular el tiempo que se tarda en completar cada ciclo usaremos el dato de la potencia:
P = W/t
Donde:
- W = el trabajo es la diferencia entre el calor de entrada y salida
Entonces:
P = (Qe - Qs)/t
5000 W = (12307.69 J - 8000 J) / t
t = 4307.69 J / 5000 W
t = 0.86 s ; siendo este el tiempo que tarda cada ciclo
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