Guía de Repaso 16: Máquinas Térmicas

Termodinámica y Máquinas Térmicas
Prof. Faber
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Guía de Repaso 16: Máquinas Térmicas-Segunda Ley de la
Termodinámica
1- a) Explique qué se entiende por una maquina térmica.
b) Trate de descubrir cuál es la fuente caliente y cuál es la fuente fría de la máquina de Herón.
2- Observando el esquema de la
máquina de Watt, presentando en la
figura, conteste:
a) Cuando el pistón está subiendo, la
válvula A ¿está abierta o cerrada? ¿y la
válvula B? Explique.
b) Explique porque después de
alcanzar la parte más alta del cilindro
del pistón desciende para regresar a la
posición inicial.
c) Durante el descenso del pistón ¿Cuál
de las válvulas está abierta y cuál está
cerrada?
3- En la figura de este ejercicio se reproduce el
esquema de un motor de explosión en donde A es la
válvula de admisión y B es la de escape. En esta
figura M representa la posición más alta del pistón y N
su posición más baja. Para cada una de las
situaciones siguientes diga si ella corresponde a uno
de los tiempos de funcionamiento del motor y en caso
afirmativo, cual es el nombre que se da a este tiempo.
a) El pistón se desplaza de N para M y las válvulas A
y B están cerradas.
b) El pistón se desplaza de M para N y solamente la
válvula A esta abierta.
c) El pistón se desplaza de N para M y las válvulas
están abiertas.
4- Observe el esquema de un máquina térmica cualquiera
mostrado en la figura. Suponga que en una máquina de
vapor con este esquema, en cada ciclo la fuente caliente
envié una cantidad de calor igual a 100 calorías a la
máquina y esta realice un trabajo de 84 J. Considerando
1cal=4,2J, determine:
a- El rendimiento de la maquina térmica.
b- La cantidad de calor que transfiere en cada ciclo a la
fuente fría.
Termodinámica y Máquinas Térmicas
Prof. Faber
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5- Un motor Diesel rinde 40%, realizando en cada ciclo un trabajo de 1000J. Calcule, en
calorías, en cada ciclo (considere aproximadamente 1cal=4J):
a) Recibe de la fuente caliente.
b) Envía para la fuente fría.
6- Se sabe que el calor de combustión del Diesel es de 45x103J/gramos, esto es, cada gramo
de Diesel libera 45x103J de energía térmica, al ser quemado totalmente. Considerando esta
información y suponiendo que el motor Diesel, mencionado en el ejercicio anterior, consuma
10g/s de combustible, determine la potencia generada por ese motor.
7- Considerando lo que fue mencionado en esta sección sobre la segunda ley de la
Termodinámica, enuncie esta ley de tres maneras equivalentes.
8- Suponga que una persona le comento que construyo una maquina térmica la cual, en cada
ciclo, recibe 100cal de la fuente caliente y realiza trabajo de 418J. Sabiendo que 1cal=4,18J,
diga si esta maquina estará infringiendo:
a) La primera ley de la Termodinámica
b) La segunda ley de la Termodinámica