SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

PROBLEMA 1 -MAQUINAS TERMICAS avl

En el diagrama mostrado se tiene dos máquinas térmicas tipo Carnot que operan en tres focos de temperaturas. La primera es de 3000K, la segunda 1500K y la tercera es desconocida. Se pide calcular la temperatura de la tercera, en K, sabiendo que la eficiencia de la máquina 2 es la mitad de la máquina 1.

A) 750K

B) 800K C) 925K

D) 1000K

E) 1125K

PROBLEMA 2

En la máquina térmica mostrada. Determine si la máquina es irreversible; reversible o imposible.

A) Irreversible

B) Imposible

C) Reversible

D) Cualquiera

E) NA

PROBLEMA 3

Una máquina de Carnot entrega un trabajo que es 0,4 veces el calor rechazado. Calcular la temperatura inferior “TB” sabiendo que la diferencia entre los límites es 20K.

A) 25K B) 30K C) 50K

D) 60K E) 80K

PROBLEMA 4

Según la figura mostrada determine la máxima temperatura que puede tener el sumidero para que sean posibles los valores mostrados.

A) 252,4K

B) 386,5K C) 492,6K

D) 520,8K

E) 610,8K

PROBLEMA 5

Determinar la eficiencia térmica de un ciclo de Carnot que opera entre 27ºC y 127ºC. Además sise quiere duplicar la eficiencia elevando la temperatura superior. ¿Qué valor debe tener esta nueva temperatura?

A) 100K B) 200K C) 400K

D) 500K E) 600K

PROBLEMA 6

Una máquina térmica de Carnot opera entre una fuente de 1000K y un sumidero a 300K. Si a la máquina térmica se le suministra calor a razón de 900KJ/min. Hallar:

a) Su eficiencia, en %.

b) Su potencia de salida, en KW.

A) 50; 5 B) 60; 6,5 C) 70; 8

D) 70; 10,5 E) 80; 12

PROBLEMA 7

El diagrama muestra dos motores térmicos ideales acoplados, hallar los calores cedidos a sus respectivos sumideros.

A) 360cal; 120cal

B) 100cal; 320cal

C) 360cal; 320cal

D) 360cal: 300cal

E) 300cal: 400cal

PROBLEMA 8

Tres máquinas térmicas reversibles trabajan en serie tal como se muestra en la figura. Si los rendimientos de cada máquina son iguales. Hallar T4 sabiendo que T1=4T3=800K. De la respuesta en K.

A) 380

B) 370

C) 400

D) 350

E) 430

PROBLEMA 9

Una máquina térmica de Carnot, recibe 1200KJ/min de calor desde un foco térmico que está a 727ºC y rechaza calor a un sumidero térmico que está a 17ºC. Determinar la potencia neta que entrega la máquina, en KW.

A) 6,4 B) 8,8 C) 10,8

D) 12,6 E) 14,2

PROBLEMA 10

Un refrigerador de Carnot opera en un cuarto en el que la temperatura es de 27ºC. El refrigerador consume 600W de potencia cuando opera y tiene un COP de 5. Determinar:

a) El trabajo neto que requiere el refrigerador, en J.

b) La temperatura del espacio refrigerado, en oC.

A) 100; 23 B) 150; -30 C) 120; -23

D) 200: -23 E) 300; -23

PROBLEMA 11

Una máquina térmica que cumple con la ley de Carnot funciona entre dos focos de 627ºC y 27ºC. Si el trabajo neto es 100J. Hallar el calor absorbido por el foco y el calor expulsado al sumidero. Considere 1J=0,24cal. De la respuesta en ambos casos en cal.

A) 20, 24 B) 36, 24 C) 20; 6

D) 36: 12 E) 36; 20

PROBLEMA 12

La máquina térmica de la figura realiza el ciclo termodinámico mostrado absorbiendo el calor mostrado en la figura según el diagrama P-V. Considere 1cal=4,2J. Hallar:

a) El calor que la máquina cede al sumidero, en cal.

b) el rendimiento de la máquina, en porcentaje (%)

A) 20, 1/3 B) 30: 1/2 C) 40; 1/5

D) 20; 1/5 E) 30; 48

PROBLEMA 13

Dos máquinas reversibles “R1” y “R2” se conectan entre dos fuentes de temperatura TA=625K y TB=225K, si QA=1250KJ. Determinar:

a) El calor transferido al foco térmico de baja temperatura, si las eficiencias de las máquinas son iguales, en KJ.

b) La temperatura a la cual el calor es cedido por “R1” y recibido por “R2”

A) 450; 450 B) 375, 375 C) 500; 600

D) 450; 375 E) 480; 380

PROBLEMA 14

Una máquina térmica produce 140KJ de trabajo. ¿Cuál debe ser la temperatura “T3” de la fuente fría para que esta máquina sea reversible? De la respuesta en Kelvin (K).

A) 200 B) 240 C) 300

D) 360 E) 420

PROBLEMA 15

Dos máquinas térmicas reversibles trabajan entre los mismos límites térmicos, una desarrolla 50KJ y una eficiencia de 40%, la otra recibe 4200KJ del foco de alta temperatura. Determinar el trabajo desarrollado por la segunda máquina y el calor que cada una cede al foco de baja temperatura, en KJ.

A) 1680; 75; 2520 B) 1680; 100; 2500

C) 1680; 75; 2500 D) 2000; 100; 2500 E) 1680; 75; 2000

PROBLEMA 16

Una máquina refrigeradora de Carnot tiene un coeficiente de performance β=2. Si se le invierte para que trabaje como ciclo de potencia y se le entrega 1200KJ de calor. ¿Qué trabajo producirá, en KJ?

A) 100 B) 200 C) 400

D) 600 E) 800

PROBLEMA 17

En la máquina refrigeradora mostrada en la figura se pide calcular

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