Determinar la eficiencia real y la de Carnot de una fuente calorífica
De acuerdo a cálculos teóricos resulta que una fuente calorífica a 500 K, pierde una cantidad de calor de 1500 kJ mientras que el sumidero a 300 K recibe una cantidad de calor de 1300 kJ. Determinar la eficiencia real y la de Carnot, explicar sí el proceso es posible o no y porqué.
1 Respuesta
La eficiencia teórica de un ciclo Carnot comprendido entre esas temperaturas seria:
T1 = 500 K ...............................T2= 300 K
Eficiencia = (500 - 300) / 500 = 0.4 = 40 %
Tené en cuenta que el ciclo de Carnot se puede considerar como, el ciclo de motor térmico más eficiente permitido por las leyes físicas.
Pero también tienes que considerar que se cumpla el 2do, Principio y comprobar que durante el funcionamiento de tu maquina real, la entropía del universo aumente,
En el ejemplo que te dicen que la fuente caliente de una maquina térmica pierde 1500 kJ mientras que la fuente fría recibe 1300 kJ
El balance de entropias ( S) seria;
delta S para la fuente caliente = - Q1/T1 = - 1300/ 300 = -4.3 kJ / K = - 1034 cal/K ( pierde energia)
delta S para la fuente fria = Q2/T2 = 1500/500 = 3 kJ/k = 716 cal/K ( gana energia)
El balance seria < 0 ...(negativo)... y la Entropia del universo disminuiria..... lo que indicaria que tal maquina no podria existir porque en el caso limite de maquina Carnot ideal, la variacion de entropía del sistema seria = 0. Nunca negativa.
Te adelanto que las respuestas correctas siempre deben ser calificadas. Es nuestro único estimulo para proseguir en esta tarea enteramente voluntaria. De lo contrario no te atenderemos en las próximas consultas.
Perdón ; Rectifico respuesta anterior,,( se me habían invertido las fuentes).
Eficiencia maxima con ciclo Carnot = 500-300/500 = 0.4 = 40%
Aplicas 2do. Principio ( como te dije mas arriba) te resulta;
Maquina real ; delta S Fuente caliente = Q1 / T1 = 1500 / 500 = - 3 kJ/ K
delta S de fuente fria = Q2/T2 = 1300 / 300 = 4.33 kJ / K
Variacion de Entropia del universo = -3 + 4.33 = 1.33....> 0 O sea, la maquina que te dicen puede funcionar.
