Subido por diego cortes

CICLO DE CARNOT (1)

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1- Un ciclo de refrigeración absorbe calor a -12.2*C y lo cede a 43.3*C.
Calcular:
a) COP
b) El ciclo absorbe 214.4 Cal/min a temperatura de -12.2*C. ¿Cuál es el trabajo necesario en
Cal/min?.
c) Si la bomba térmica de Carnot funciona entre las mismas temperaturas que el ciclo de
refrigeración ¿Cuál es el factor de funcionamiento o COP BC?
d) Cuantas Cal/min proporciona la bomba de calor a 43.3*C si absorbe 214.4 Cal/min a -12.2*C.
T2
Q2
W
Q1
T1
𝑄1
𝑇1
260.8∗𝐾
=
=
=
𝑊 𝑇2−𝑇1 316.3∗𝐾−260.8∗𝐾
𝑄1
214.4𝐶𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛
=
= 45.7 Cal/min
𝐶𝑂𝑃
4.69
a) COP R =
b) W =
4.69
c) COP BC = COP R + 1 = 5.69
d)
W
COP BC =
𝑄2
𝑊
𝑄2
= 𝑄2−𝑄1
Q2 = COP BC(Q2-Q1)
Q2 = COP BC*Q2 – COPBC*Q1
Q2 – COP BC*Q2 = - COP BC*Q1
Q2(1 – COP BC) = - COP BC*Q1
𝐶𝑂𝑃 𝐵𝐶∗𝑄1
1−𝐶𝑂𝑃𝐵𝐶
Q2 = -
=-
5.69∗214.4𝐶𝑎𝑙/𝑚𝑖𝑛
1−5.69
= 260.11 Cal/min.
3- Demuestre la siguiente formula COP BC = COP R + 1
NOTA: NO CONSIDERA LOS VALORES DE LAS TEMPERATURAS
Q2
Q1
COP =
𝑄1
𝑊
=
𝑄1
𝑊
𝑄1
= 𝑄2−𝑄1
𝑄1
𝑄2−𝑄1
𝑄1∗(𝑄2−𝑄1)
=
𝑊∗𝑄1
(𝑄2−𝑄1)
𝑊
COP =
1
= 1 Ecu.1
𝑄1
𝑊
𝑄1
W = 𝐶𝑂𝑃 Ecu.2
Sustituyendo
Ecu 2 en Ecu 1
𝐶𝑂𝑃∗(𝑄2−𝑄1)
𝑄1
COP =
𝟏
𝑸𝟐−𝑸𝟏
𝑸𝟏
=1
𝟏
= 𝑸𝟐
𝑸𝟏
−𝟏
NOTA: NO CONSIDERAR LOS DATOS
𝑪𝑶𝑷 𝑩𝑪 𝑸𝟐/𝑾
=
𝑪𝑶𝑷 𝑹
𝑸𝟏/𝑾
=
𝑸𝟐
𝑸𝟏
𝟏
COP = = 𝑸𝟐
𝑸𝟏
𝑸𝟐
𝑸𝟏
−𝟏
𝟏
– 1 = 𝑪𝑶𝑷
𝑪𝑶𝑷 𝑩𝑪
𝑪𝑶𝑷 𝑹
𝟏
1 = 𝑪𝑶𝑷 𝑹
𝑪𝑶𝑷 𝑩𝑪
𝟏
= 𝑪𝑶𝑷 𝑹
𝑪𝑶𝑷 𝑹
+1
𝑪𝑶𝑷 𝑩𝑪 𝐂𝐎𝐏 𝐑 + 𝟏
= 𝑪𝑶𝑷 𝑹
𝑪𝑶𝑷 𝑹
COP BC = COP R + 1
2- Un refrigerador de Carnot mantiene alimentos en un área de refrigeración a 5*
expulsando calor hacia la atmosfera a 400*K. por otra parte se desea mantener
algunos alimentos congelados a -19*C con la misma temperatura del sumidero para la
unidad de alimentos congelados con respecto a la unidad de refrigeración, si la
cantidad de calor absorbido es la misma.
Emplea la fórmula del COP para cada refrigerador.
3- Emplrea
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