Segunda Ley de la Termodinámica - Ejercicios Resueltos

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¡Buenas amigos! tiene días que no publico un post, pero es porque estamos trabajando en grandes cosas para este sitio así como en otros de la misma índole, así que no te preocupes y si ya eres un suscriptor más, dentro de poco recibirás buenas noticias 😎

En esta ocasión vengo con un post muy entretenido e interesante en el mundo de la física, así que presta mucha atención si quieres aprender, consultar o simplemente reafirmar tus conocimientos de este tema, ya que veremos algunos ejercicios resueltos y de que forma entender por completo la segunda ley de la termodinámica.

Contenidos
  1. 🤔 ¿Qué nos dice la segunda ley de la termodinámica?
  2. 💡 El estudio de las Máquinas Térmicas
  3. 🔹 Fórmula de la Segunda Ley de la Termodinámica
  4. 🔸 Ejercicios Resueltos de eficiencia de máquinas térmicas
  5. 📃 Ejercicios para practicar de la Segunda Ley de la Termodinámica

🤔 ¿Qué nos dice la segunda ley de la termodinámica?

Antes de entrar a fondo con la segunda ley de la termodinámica, en la primera ley de la termodinámica se explica que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. La segunda ley, sin embargo es probablemente la más conocida y de caso de estudio más profundo, ya que describe incluso los límites del universo, así como también nos advierte que el tiempo sigue una flecha de sola una dirección y que nuestro universo tiene un destino desolador y catastrófico.

Pero bien, esto puede resultar un poco confuso y quizá no logres captarlo a la primera, así que voy a intentar explicarlo de una manera concisa para comprender esta ley.

La segunda ley de la termodinámica nos dice que:

 Cuando ocurre un proceso termodinámico, este ocurre en una sola dirección con respecto al tiempo, pero no viceversa.

Es decir, que por ejemplo; si aventamos un vaso de cristal al suelo, este objeto "se romperá" y se dispersará en fragmentos sobre todo el piso, entonces aquí viene la pregunta. ¿Es posible qué de forma natural los fragmentos se reconstruyan nuevamente a la forma original que tenía antes el vaso?, es lógico que la respuesta sea NO, ya que se trata de un fenómeno irreversible, entonces aquí es donde viene el concepto y estudio de la segunda ley 🙂

Otra forma de encontrarla es mediante una definición similar a la siguiente:

 Es imposible convertir completamente un tipo de energía a otro, sin que este cause pérdidas en el proceso.

Esto es algo que en su momento podría parecer ilógico, pero si se analiza delicadamente podremos tener una respuesta más teórica y entendible del tema, en algunos casos nos toparemos con la definición de que, "la cantidad de entropía en el universo tiende a incrementarse con el tiempo".

Pero... ¿Qué es entropía? Pues bien, la entropía no es más que aquella cantidad de energía que no se puede aprovechar para producir un trabajo. Así también nos explica que se trata de un desorden total de las moléculas que esto complementa.

Por ejemplo; el universo constantemente se expande y por su desorden considerablemente va aumentando su entropía, hasta quedar sin energía necesaria para seguir transformándose, cuando ese momento llegue, todos los cuerpos alcanzarán un equilibrio térmico, de tal manera que sería el fin del universo entero.

curioso ¿no?

💡 El estudio de las Máquinas Térmicas

A pesar de estas ideas y teorías que quizá un poco confusas para las personas que no eran científicos en ese tiempo, el avance de la termodinámica se formuló en un momento de gran optimismo tecnológico, con la llegada de la revolución industrial.

Ejemplo de máquina térmica

En la mitad del siglo 19, los físicos e ingenieros estaban construyendo máquinas de vapor para mecanizar el trabajo y el transporte y estaban tratando de encontrar la manera de hacerlos más potentes y eficientes. Grandes científicos como Clausius, Kelvin, Joule contribuyeron en gran medida, aunque en cierta parte se le considera como padre de esta disciplina al físico francés Sadi Carnot .

Carnot demostró que se podía predecir la eficiencia máxima teórica de un motor de vapor mediante la medición de la diferencia de temperaturas del vapor en el interior del cilindro y la del aire que lo rodea, conocida en términos termodinámicos como los depósitos de agua caliente y fría de un sistema, respectivamente.

Funcionamiento de una máquina térmica

🔹 Fórmula de la Segunda Ley de la Termodinámica

Como se comentó texto atrás, "Es imposible construir una máquina térmica que transforme en su totalidad el calor en energía y viceversa".

La Eficiencia de una máquina térmica es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado. Y podemos encontrarla de diversas formas:

Fórmula de eficiencia térmica

Dónde:

$\displaystyle W=$ Trabajo Mecánico [Cal, Joules]

$\displaystyle Q=$ Calor suministrado a la máquina por el combustible en calorías (cal) o en Joules (J)

$\displaystyle \eta $ = Eficiencia de la máquina térmica

También la podemos encontrar de la siguiente manera:

Fórmula de la segunda ley de la termodinamica

Dónde:

$\displaystyle {{Q}_{1}}=$ Calor Suministrado [Cal, Joules]

$\displaystyle {{Q}_{2}}=$ Calor Obtenido [Cal, Joules]

La eficiencia de una máquina térmica  se puede calcular también en función de la relación que hay entre la temperatura de la fuente caliente (T1) y la fuente fría (T2), ambas medidas en temperaturas absolutas, es decir, en grados Kelvin (K) dónde:

fórmula de la segunda ley de la termodinámica

🔸 Ejercicios Resueltos de eficiencia de máquinas térmicas

Veamos algunos ejemplos de la segunda ley de la termodinámica o de máquinas térmicas para comprender mejor el tema 😀

Problema 1.- Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministrarán 8 000 calorías para obtener 25 200 Joules de calor de salida?

Solución: 

Sin duda el problema es muy fácil de resolver, pero antes de poder realizar el cálculo en la fórmula, tenemos que convertir las calorías en Joules, y nos referimos a las calorías que se suministran:

$\displaystyle {{Q}_{1}}=8000cal\left( \frac{4.2J}{1cal} \right)=33600J$

Ahora si podemos sustituir nuestros datos en la fórmula:

$\displaystyle \eta =1-\frac{{{Q}_{2}}}{{{Q}_{1}}}$

Sustituyendo nuestros datos:

$\displaystyle \eta =1-\frac{{{Q}_{2}}}{{{Q}_{1}}}=1-\frac{25200J}{33600J}=1-0.75$

$\displaystyle \eta =1-0.75=0.25$

El valor de 0.25 lo multiplicamos por 100, para obtener el porcentaje de la eficiencia térmica:

$\displaystyle \eta =100\left( 0.25 \right)=25%$

Lo que sería equivalente a un 25% de eficiencia térmica

Problema 2.- Calcular la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministran 5.8 x 10^8 cal, realizando un trabajo de 8.3 x10^7 J.

Solución: 

Vamos a utilizar nuestros datos de la siguiente manera:

$\displaystyle {{Q}_{1}}=5.8x{{10}^{8}}cal$ (Calor suministrado a la máquina)

$\displaystyle W=8.3x{{10}^{7}}J$ (Trabajo realizado por la máquina)

Convertimos las calorías en Joules, haciendo este pequeño factor de conversión 1 Cal = 4.2 J/Cal , de tal manera que ahora \displaystyle {{Q}_{1}} , tendrá el siguiente valor:

$\displaystyle {{Q}_{1}}=5.8x{{10}^{8}}cal\left( 4.2\frac{J}{cal} \right)=2.436x{{10}^{9}}J$

Sustituyendo en la fórmula, tendremos:

$\displaystyle \eta =\frac{W}{Q}$

$\displaystyle \eta =\frac{8.3x{{10}^{7}}J}{2.436x{{10}^{9}}J}=0.034$

que multiplicado por 100, tendríamos

$\displaystyle \eta =100\left( 0.034 \right)=3.4%$

Haciendo un total del 3.4% de eficiencia térmica, bajo esas condiciones.

Ahora veamos otro ejemplo de análisis.

Problema 3.- Suponga que una persona le comenta que construyó una máquina térmica la cual, en cada ciclo, recibe 100 cal de la fuente caliente y realiza un trabajo de 420 J. Sabiendo que 1 cal = 4.2 J. ¿Qué puede opinar al respecto?

Solución: 

Si la máquina recibe 100 cal de la fuente caliente quiere decir que:

$\displaystyle Q=100cal\cdot \left( \frac{4.2J}{1cal} \right)=420J$

Ahora por fórmula tenemos:

$\displaystyle \eta =\frac{W}{Q}=\frac{420J}{420J}=1$

que multiplicado por 100, tenemos

$\displaystyle e=1\cdot 100=100%$

Por lo que nuestra respuesta tendrá que ser, que eso es imposible ya que viola la segunda ley de la termodinámica, al decir que una máquina no puede realizar una eficiencia de 100%, puesto que al realizar algún trabajo la energía tiene que disiparse de alguna forma o transformarse en otra cosa.

Problema 4.- Una máquina térmica teórica opera entre dos fuentes termales, ejecutando el ciclo de Carnot. La fuente fría se encuentra a 127 °C y la fuente caliente, a 427 ° C. ¿Cuál es el rendimiento porcentual de esa máquina?  

Solución:

Si observamos bien el problema, en este solamente contamos con las temperaturas, pero no contamos con otro tipo de dato. Si leemos muy bien el tema nos daremos cuenta que podemos usar la fórmula de la eficiencia térmica en términos de las temperaturas. Pero primero debemos de convertir las temperaturas en absolutas.

$\displaystyle {{T}_{1}}=427{}^\circ C+273=700K$

$\displaystyle {{T}_{2}}=127{}^\circ C+273=400K$

Aplicando la fórmula de la eficiencia:

$\displaystyle \eta =1-\frac{{{T}_{2}}}{{{T}_{1}}}$

Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:

$\displaystyle \eta =1-\frac{400K}{700K}=1-0.57=0.43$

Multiplicando por 100, para convertirlo en porcentaje

$\displaystyle \eta =100\left( 0.43 \right)=43%$

Por lo que la eficiencia es de 43%

📃 Ejercicios para practicar de la Segunda Ley de la Termodinámica

Ahora es momento de practicar con algunos ejemplos de la segunda ley de la termodinámica, o de máquinas térmicas. Le comentamos que estos ejercicios vienen con la solución paso a paso para corroborar sus resultados 😊👇

 Problema 5.- ¿Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la que se le suministran 7x10⁴ calorías de las cuales 2x10⁴ se pierden por transferencia de calor al ambiente? Calcular también la cantidad de trabajo producida en Joules. 

Problema de la segunda ley de la termodinámica

👉 Ver Solución

Problema 6.- En una máquina térmica se emplea vapor producido por la caldera a 230°C, mismo que después de ser utilizado para realizar trabajo es expulsado al ambiente a una temperatura de 102°C. Calcular la eficiencia máxima de la máquina expresada en porcentaje 

ejercicio de la segunda ley de la termodinámica

👉 Ver Solución

 Problema 7.- Determinar la temperatura en °C de la fuente fría en una máquina térmica cuya eficiencia es del 36% y la temperatura en la fuente caliente es de 310°C 

problemas de la segunda ley de la termodinámica

👉 Ver Solución

Carlos julián

Carlos Julián es Ingeniero Mecatrónico, profesor de Física y Matemáticas.

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    82 Comentarios Publicados

  1. mari dice:

    una duda en el primer ejercicio como sustituyesen la formula e=Q1-Q2 si esta calorías y me marca q tiene q ser en joules
    Q1

    1. Simplemente haces la conversión Mari!

      Recuerda que:

      \displaystyle 1cal=\frac{4.185J}{1cal}

      Eso quiere decir, que las calorías que tienes, las tendrás que multiplicar por 4.185, para obtenerlo en Joules.

      Saludos

      1. Rocio dice:

        Carlos me puedes ayudar en un ejercicio por favor.

      2. Ximenna Carrillo dice:

        holaaa me podrias ayudar con un ejercicio?:(

        1. Ximenna!

          Usa nuestro servicio de "ayuda con tu tarea" . Escríbenos a [email protected]

        2. ISAELINA SERRANO dice:

          Me puede ayudar con una tarea

      3. jose dice:

        pusiste en los ejercicios que 1 cal equivalia a 4.2J

    2. Any dice:

      Un mol de hidrógeno se encuentra inicialmentea una presión de 2 atm y a la temperatura de
      10ºC. Cuál será la variación de entropía del oxígeno si se lo calienta hasta 100 °C y comprime
      hasta 4 atm.

    3. SRGHESRHY dice:

      PUES POR QUE LA IPOTENUSA ELEVADO AL CUADRADO DA EL VALOR DE LA TEMPERATURA DEBIDO A QUE DICHO VALOR ES MAYOR A LA TEMPERATURA PREVISTA POR LO Q SE REEMPLAZA UN VALOR MENO RPOR OTRO MAYOR PARA QUE LOS VALORES DE CANCELEN Y QUE NEUTRO

    4. Tania Rodríguez dice:

      Me pueden ayudar con estos ejercicios por favor Lo nesecito enserio con procedimiento si pueden
      4- Un motor efectúa un trabajo de 3400J y expulsa 5430J de calor.
      Calcular :
      A. Cuanto calor se debe aportar al motor por cada ciclo
      B. Eficiencia térmica?

      5-Cuál es la eficiencia de una máquina térmica a la cual se le suministrarán 7 000 calorías para obtener 35 200 Joules de calor de salida? 1 caloría = 4,2J
      Si alguien sabe me ayuda por favor

  2. jordy oropeza dice:

    tengo esa duda tambien porque ahi te ponen que 1cal= 4.20 , te ponen que 25200j es igual a 6000 cal el resultado del primer ejemplo me da 0.246 osea 24%

    1. Hola Jordy, estás en toda la razón.

      En este ejemplo estamos tomado a 1 cal = 4.20 J, entonces haciendo la relación nos sale como 6000 calorias el resultado, pero si asumimos lo que dice el problema 2, que puede variar también.

      \displaystyle 25200J\left( \frac{1cal}{4.185J} \right)=6021.51cal

      Aplicando en la fórmula:

      \displaystyle e=\frac{8000cal-6021.51cal}{8000cal}=0.2473

      Entonces tendríamos:

      \displaystyle ef=0.2473x100=24.73%

      Qué sería nuestra eficiencia en porcentaje.

      Saludos

      1. Ivan dice:

        Gracias por todo lo explicado me parecio muy didactico y con ejemplos faciles de entender.

  3. eder dice:

    Una máquina térmica de Carnot recibe calor de un depósito a 1.700 °F a razón de 700 Btu/min, y rechaza el calor de desecho al aire ambiente a 80 °F. Toda la potencia producida por la máquina térmica se usa para accionar un refrigerador que quita calor del espacio refrigerado a 20 °F y lo transfiere al mismo aire ambiente a 80 °F. Determine a) la tasa máxima de remoción de calor del espacio refrigerado y b) la tasa total de rechazo de calor al aire ambiente.

  4. Franzisco dice:

    disculpa en el segundo ejercicio dice 5.6x10^8 cal y al dar los datos diste esto Q1=5.8x10^8 cal.

    1. Resuelto francisco, hemos modificado el problema.

      1. Ayúdame en el mío esta abajo

  5. Calcular el cambio De energía interna de un sistema Que absorbe 170 joule Y realiza 72 joule de trabajo sobre su producto?
    AYUDENME NO LE ENTIENDO

    1. Nico lopez dice:

      Primera ley de la termodinámica variación de energía interna = variación de calor + variación de trabajo como el calor entra y el trabajo sale los signos serian + y - respectivamente dando como resultado 98J de variacion en la energia interna de tu sistema

    2. venito camelas dice:

      170J x (1Cal/4.185J) = 40.62Cal
      72J x (1Cal/4.185J)= 17.2Cal
      e= 17.2Cal/40.62Cal= 0.42 x 100 = 42%

    3. Fernanda dice:

      En realidad, se utilizaría en este caso un ejercicio de la primer ley de la termodinámica aplicándose que: Como el calor (170J) se absorbe, es positivo, y el trabajo (72J) se realiza sobre el producto, es negativo. Por ende:

      △U = △Q - △W
      △U = 170J - (-72J)
      △U = 170J + 72J
      △U = 242J

      Aquí encontrarás la definición y algunos ejemplos: http://158.69.198.76/leyes-de-la-termodinamica/

      1. Gracias Fernanda por tu comentario.

        Saludos

        1. isabel dice:

          me puede ayudar con tres ejercicios de eficiencia gracias!!!

          1. isabel dice:

            resueltos gracias

          2. Ila dice:

            Una máquina térmica opera entre dos depósitos a 800 y 20 ºC. La mitad de la
            potencia desarrollada por la máquina térmica se usa para operar una bomba de calor de
            Carnot que quita calor del entorno frío a 2 ºC y lo transfiere a una casa que se mantiene
            a 22 ºC. Si la casa pierde calor a razón de 62000 kJ/h, determinar:
            a) El COP de la bomba de calor.
            b) La tasa mínima de suministro de calor a la máquina térmica, necesaria para
            mantener la casa a 22 ºC.

            Alguien me podría ayudar a solucionarlo, por favor? Gracias...

    4. ISAELINA SERRANO dice:

      Me puede ayudar con una tarea

  6. viki dice:

    hola
    quien me puede ayudar con este ejercicio.

    Una turbina adiabática se alimenta mediante 7,0 kg/s de vapor sobre
    calentado a 400ºC y 10 MPa. El vapor sale a 75 kPa y con una calidad del 90%. Si se desprecian los cambios de energía cinética y de energía potencial, determine la potencia de la turbina.

  7. CLAU dice:

    Hola

    Quien me puede ayudar con este ejercicio,

    2. Calcule el trabajo realizado y el volumen final luego de un proceso isotérmico donde la entropía de 0,2 kmol de aire aumenta en 3,6 kJ/K si la presión inicial es 600 kPa y la temperatura 400 K

  8. alfa187 dice:

    tengo un taller muy interesante , para resolver un parcial , alguien tiene la generosidad y el tiempo para explicarme y ayudarme a resolverlo, por skype o facebook.

    1. jorge dice:

      envialo con tiempo el taller

  9. sandra dice:

    hola
    buenas noches
    ayuda con este ejercicio
    El motor de un refrigerador ideal tiene una potencia de 150 W. La temperatura exterior al refrigerador es de 55°C. ¿Cuánto tiempo demorará el refrigerador en congelar 4 kg de agua (paso de agua líquida a hielo a la temperatura de 0°C), sabiendo que el calor de fusión del hielo es de 80 cal/g?

  10. sandra dice:

    hola
    buenas noches me pueden ayudar con este ejercicio

    ejercicio 2.

    La masa de aire asignada a su grupo en la Tabla 1, se encuentra a 150 kPa y 12°C y está confinada dentro de un dispositivo de cilindro-émbolo hermético y sin fricción. A continuación se comprime hasta una la presión final asignada a su grupo en la misma tabla. Durante el proceso, se retira calor del aire de tal modo que permanece constante la temperatura en el interior del cilindro. Calcule el trabajo consumido durante este proceso.
    datos de la tabla
    Ejercicio 2: masa de aire en kg: 9,6
    Presión final kpa: 570

    Ejercicio 3: área de entrada de la turbina en m2: 0,37
    Velocidad de entrada de la turbina en m/s: 28

    Ejercicio 4: temperatura del agua caliente en °c: 117
    Temperatura deseada de la mezcla en °c: 85

    ejercicio 3.
    En una turbina de flujo estacionario, se expande aire de 1 000 kpa y 600°C en la entrada, hasta 100 kpa y 200°C en la salida. El área y la velocidad de entrada se indican en la Tabla 1 de acuerdo al número de su grupo, la velocidad de salida es 10 m/s. Determine la tasa de flujo de masa, y el área de la salida.

    ejercicio 4.
    Un flujo de agua fría a 25°C entra a una cámara mezcladora a una razón de 0.5 kg/s, y se mezcla con un flujo de agua caliente que se encuentra a la temperatura asignada a su grupo en la Tabla 1. Se desea que la mezcla salga de la cámara a la temperatura asignada en la misma tabla. Calcule el flujo de masa de agua caliente requerida. Suponga que todos los flujos están a la presión de 250 kpa

  11. dayana1234567 dice:

    Tengo ejercicios del libro de atkins, y son ejercicios y problemas, màs que todo teoricos... es decir, se resuelve derivando e integrando formulas como la de Gibbs, la verdad no entiendo mucho... y no lo se... solo queria decirlo :'v desahogarme para mi examen de mañana que seguro reprobare :'''''v

    1. Hola Dayana! esos problemas que mencionas son para un nivel universitario y ciertamente hay que derivar e integrar.

      No te desanimes, mucho ánimo y éxito en tu examen.

  12. diego flores dice:

    Me podrían ayudar con mi problema

    Una maquina de carnot efectua trabajo a la tasa de 440 kw mientras usa 680 kcal de calor por segundo. si la temperatura de la fuente de calor es de 570 º c ¿a que temperatura se expulsa el calor desecho?

  13. camila dice:

    Un dispositivo de émbolo-cilindro contiene 2 kg de vapor de agua saturado a 600 kPa. El agua se expande

    adiabáticamente hasta que la presión es 100 kPa y se dice que produce 700 kJ de trabajo.

    a) Determine el cambio de entropía del agua en kJ/kg · K.
    quien me puede ayudar

  14. belen dice:

    suponga que 0.200 moles de un gas diatomico con un comportamiento ideal gamma igual a 1.4 efectua un ciclo de carnot con temperatura de 227°C y 27°C, la presion inicial es de 10x10^5 pa y durante la expansion isotermica a la temperatura superior se la duplica el volumen a) calcule presion y volumen de los puntos a,b,c y d

  15. Andrea dice:

    Una central eléctrica nuclear genera 1200MW y tiene una eficiencia de 30% ,si se utiliza un rio cuyo caudal es 106 kg/s para liberar el exceso de energía térmica en ¿Cuanto variaría la temperatura promedio del río?

  16. rafael dice:

    me podrian ayudar con este ejercicio gracias
    2. Considere un automóvil que pesa 1200 kg a una velocidad constante de 90 km/h sobre una carretera plana, que después empieza a subir por una cuesta de 30° con respecto a la horizontal del camino. Si la velocidad del automóvil permanece constante durante la subida, determine la potencia adicional en Hp que debe suministrar el motor del vehículo.

  17. yolanda dice:

    que pasa cuando el porcentaje es igal a cero ??

  18. Luis dice:

    Tengo este problema alguien que me ayude
    Considerando un ciclo termodinámico formado por los siguientes procesos.

    1 a 2 expansión isentropica
    2 a 3 proceso isotérmico
    3 a 1 proceso isobarico
    El ciclo opera opera sobre 113gr de nitrógeno, la relacion de expansión de 1 a 2 es 5, T1=149 °c,P1=682.5 kPa.
    Calcular

    Calor sumistrado
    Calor rechazado
    Trabajo neto
    Rendimiento termico
    Presión media efectiva
    Potencia para 100 ciclos por segundo

  19. felix dice:

    HOLA, ESTUDIO INGENIERIA EN SISTEMAS PRODUCTIVOS, Y LA WEB ME AYUDA A ACLARAR DUDAS, SALUDOS DESDE LEON, GTO.

  20. Edu dice:

    3. Un refrigerador que se usa para enfriar alimentos en una tienda de abarrotes debe producir 25,000 kJ de efecto de enfriamiento, y tiene un coeficiente de 1.60. ¿Cuántos kilowatts de potencia necesitará este refrigerador para operar?

  21. Nelson dice:

    Por q en el primer ejercicio lo convierte en 4.20 y el otro 4.185 como puedo saber por cual lo voy a convertir

  22. LUIS CARLOS OROZCO dice:

    3. Un ciclo termodinámico que maneja 2,5kg/s de agua consta de una caldera, de la cual sale vapor a 8MPa y 600°C. Posteriormente el vapor entra a una turbina adiabática con 85% de eficiencia isoentropica, de la turbina se descarga el vapor a un condensador que opera a una presión de 20kPa y del cual sale como líquido saturado, luego pasa a una bomba con 80% de eficiencia para llevar el líquido nuevamente a la caldera. Si los alrededores están a 25°C y 100kPa y puede suponerse que no existe caída de presión en el condensador, determine:
    a) Potencia real en la turbina (kW)
    b) Calor del condensador (kW)
    c) Tasa de generación de entropía en la turbina.
    d) Tasa de generación de entropía en el condensador.

  23. Lorena dice:

    Ayudemen con estos ejercicos de trigonometria
    1. Cual es la eficencia de una maquina termica a la cual se le suministra 800 calorias para obtener 2500j de calor
    2.cual es la eficiencia de un motor que que realiza 300j de trabajo en cada ciclo al tiempo que desecha 600j hacia en medio
    3. Una maquina ideal funciona entre 500k y 400k respectivamente absorve 900j de calor durante cada ciclo ¿cual es su eficiencia, el trabajo realizado al medio?
    3. Durante un ciclo completo, un sistema absorbe 600 calorias halla el medio ¿ cuanto trabajo se realiza cual es su eficiencia?

  24. Javiera Zárate dice:

    disculpa, pero la fórmula que dejaste expresada anteriormente, es absolutamente de la segunda ley de la termodinámica o es otra?

    1. Es la misma, muchas veces pueden cambiar la forma en notar las fórmulas pero es la única. Si tienes dudas, coméntame.

  25. antonio dice:

    quien me ayuda con este ejercicio
    ejercicio 1)
    Calcule el cambio de entropía del nitrógeno al pasar de un estado uno a 0,4 MPa y 450 °C a 150 kPa y 25 °C en kJ/kgK?
    ejercicio 2)
    e. Aire a 400°C y 450 Kpa se comprime a 950Kpa de forma isoentropica. Determinar la temperatura de salida
    se los agradesco que no entiendo.............

  26. Yair dice:

    Ayuda!!!
    Determina en Joules el trabajo producido por una máquina térmica con una eficiencia de 20% cuando se le suministran 8.7x10^5 calorías

  27. daniel dice:

    Un recipiente rígido está dividido en dos partes iguales por una pared. Una parte del recipiente contiene 2.5 kg de agua líquida comprimida a 400 kPa y 60 °C, mientras la otra parte se vacía. La pared se quita ahora y el agua se expande para llenar todo el tanque. Determinar el cambio de entropía del agua durante este proceso, si la presión final en el recipiente es 40 kP ,
    solucion porfa

  28. JUAN CARLOS dice:

    PROBLEMA 1
    Un calorímetro del tipo de estrangulación, como el de la figura anexa, está construido a base de accesorios de tubo y con una placa perforada. Los instrumentos de que se dispone son: 2 termómetros de escala apropiada y un barómetro aneroide. Con este equipo se toman los datos siguientes:

    Temperatura inicial del vapor húmedo (T1) = 176.7 °C.

    Temperatura del vapor de escape (T2) = 110 °C.

    Presión Barométrica (P2) = 760 mm Hg = 101.3 KPa.

    Con estos datos, realice lo siguiente:

    a)- Elabore, en un diagrama Entalpía - Entropía, el proceso que se lleva a cabo en el calorímetro de estrangulación. Intégrelo en la memoria de cálculo que enviarás al instructor.

    b)- Determine el título y conteste la pregunta que a continuación se te muestra.

    Seleccione una:
    Título de líquido saturado = 0%
    Título de vapor húmedo = 40.4%
    Título de vapor húmedo = 96.19%
    Título de vapor saturado = 100%

    PROBLEMA 2

    Para una unidad termoeléctrica convencional que está en línea se tiene las siguientes condiciones operativas :
    Potencia bruta de 350000 KW y 17500 KW de Potencia de auxiliares.
    77530 Kg/h de combustible y 10000 Kcal/Kg en el combustible
    254.1 °C y 21554 KPa en Agua de alimentación a la Caldera.
    538 °C, 16580 KPa y 1´099,568 Kg/h en Vapor Principal.
    346.99 °C y 4391 KPa en el Vapor Recalentado Frío.
    538 °C, 3952 KPa y 974,887 Kg/h en el Vapor Recalentado Caliente.
    Con base en los datos anteriores, calcule lo siguiente :
    Eficiencia del generador de vapor:
    Eficiencia del ciclo Rankine:

    ALGUIEN QUE ME PUEDA AYUDAR A RESOLVER ESTOS 2 PROBLEMAS DE TERMODINAMICA?
    PAGO $500

  29. Gaby dice:

    Una maquina recibe 8000J de calor y desecha 6000J Cada Ciclo A Calcular el trabajo Mecanico Efectuado Por La Maquina En Un Ciclo
    B)Calcule La Eficiencia Termica Del Motor
    AYUDENME CON ESE EJERCICIO PORFA

    1. Diana dice:

      Hola chicos se me está haciendo difícil quizás me ayuden.
      Un motor de carnot opera entre temperaturas Th:600k y Tc:400k Si el motor realiza un trabajo de 500J. Determinar la eficiencia del motor , Qh y Qc

      1. Erec Valcarcel dice:

        primero obtenemos la eficiencia de Carnot e=1-(TC/TH)=1-(400/600)=1/3
        después encontramos la Q_h y Q_c, a través de la relacion E=Qc/QH=Qc/w+Qc al despejar llegamos a
        Qc=w/(1-e)= (500J)/2/3=750 J y QH=750J + 500J =1250 J

  30. Antonio Espinosa dice:

    Por que en la fórmula de U=Q-W. , si despejo W quedan dividiendo U/Q?

  31. joaquin dice:

    Una Ayuda por favor
    Estudie el efecto sobre la potencia máxima del ciclo de una máquina térmica, en kW, de un suministro de tasa de calor que varía de entre 100 a 600 kJ/s, si el ciclo opera con agua entre los límites de presión de 5 y 2 MPa. Grafique y explique.
    alguien que pueda resolverlo
    yo no puedo eh intentado varias veces

  32. sandra dice:

    Hola , tengo una duda , en el problema 2 ,te da 0.034 y lo multiplicaste por 100 para darte el porcentaje , tengo un problema donde me da 3.098 y al multiplicarlo por 100 me da 309.8% , si podría dar eso o tengo que multiplicarlo por mil para correr la coma?

  33. solange abrigo dice:

    hola me podrían ayudar a resolver estos ejercicios de termodinámica por favor:
    ejercicio 1:
    Una máquina térmica opera entre dos depósitos a 800 y 20 °C. La mitad de la potencia desarrollada por la máquina térmica se usa para accionar una bomba de calor de Carnot que quita calor del entorno frío a 2 °C y lo transfiere a una casa que se mantiene a 22 °C. Si la casa pierde calor a razón de 62,000 kJ/h, determine la tasa mínima de suministro de calor a la máquina térmica necesaria para mantener la casa a 22 °C.

    ejercicio 2:
    Una bomba de calor de Carnot se utiliza para calentar y mantener una residencia a 75°F. Un análisis de energía de la casa revela que pierde calor a una relación de 2500 BTU/h, por cada grado F de diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Para una temperatura exterior de 35 °F, determine:
    a) Coeficiente de operación.
    b) Entrada de potencia requerida para la bomba de calor

    ejercicio 3:
    Un refrigerador opera en un cuarto en el que la temperatura es de 25 °C y consume 2 kW de potencia cuando funciona. Si el compartimiento de alimentos se mantiene en 3 °C, determine la relación de remoción de calor del compartimiento de alimentos.

  34. Gabriel dice:

    Yo tengo una tarea y no le entiendo me podrían ayudar...

    Determine el cambio entalpico sufrido por el agua líquida que se vaporiza a 2 atm y 140 °C. Consideré que el calor de vaporización es de 540 cal/g, y que los Cps del agua líquida y del agua gaseosa son 18 cal/gmol.K y 8.5 cal/gmol.k respectivamente.

  35. dayanne dice:

    Una central eléctrica nuclear genera 1200MW y tiene una eficiencia de 30% ,si se utiliza un rio cuyo caudal es 106 kg/s para liberar el exceso de energía térmica en ¿Cuanto variaría la temperatura promedio del río?

    me podrian ayudar porfavor

  36. Josue dice:

    Hola , alguien me podria ayudar con este problema porfavor???

    Una bomba de calor obtiene calor de un depósito de agua a 41 °F y lo entrega a un sistema de tubería en una casa a 78°F. La energía necesaria para operar la bomba de calor es aproximadamente el doble de la que se requiere para accionar una bomba de Carnot. ¿Cuánto trabajo mecánico hay que proporcionar a la bomba para que entregue 1 X 106 Btu de energía calorífica a la vivienda?

  37. LUIS dice:

    SE NECESITA un refrigerador que opera con un ciclo de carnot, para transmitir 2520 kcal/min, de una fuente de calor de -28.9° a la atmosfera a 26.7° ¿cual debe ser la potencia (-20 °F, 10000 BTU/min. 80 °F)

  38. karen dice:

    necesito ayuda con una tarea
    Si una máquina efectúa 200 J de trabajo neto y disipa 600 J de calor por ciclo, cual es su eficiencia térmica?

  39. Angel dice:

    Una maquina que sigue el ciclo de carnot , opera entre dos focos de 500 K y 300 K, si la cantidad de trabajo realizada por la maquina es de 600 J . Determina Q1 *

  40. Dylan dice:

    Por favor ayúdenme 😭😭

    Un cilindro de pistón móvil contiene un gas a una presión de 4.0.10
    4 4N / m2
    . Cuando se suministran
    6 kJ de calor al sistema a presión constante, el volumen de gas se expande en 1x10.
    -1m3

  41. JUAN dice:

    Cuál será la potencia y la rapidez de radiación de un cuerpo de forma esférica (r= 1,5m) que se encuentra a una temperatura de 564°C y cuya emisividad es de 0,65?

  42. deilys silva dice:

    una pregunta por lo menos en el ejercicio 7.... mi tarea es parecida pero tengo que calcular la temperatura en °c pero no se cual es la temperatura inicial y este es el ejercicio
    un motor de gasolina utiliza 12000 julios de calor para producir 3200 julios d trabajo por ciclo..

    determine cual es la temperatura en °c

  43. Mikorin dice:

    MUCHAS GRACIAS

  44. Jorge carvajal dice:

    Hola buenos días me podría por favor colaborar con estos ejercicios
    La eficiencia de una máquina es de 60%si se suministra 1800 julios de energía a la máquina , el trabajo hecho por la máquina es en julios

  45. camila dice:

    me pueden ayudar con este ejercicio:
    una maquina termica absorbe 500j de calor y realiza un trabajo de 55j en cada ciclo.calcular:
    a)la eficiencia de la maquina
    b) el calor liberado en cada ciclo

    ayuda por favor es para este jueves

  46. Karol Maday castillo ceron dice:

    AYUDA!!!
    Una bomba de calor se utiliza para calentar un edificio . La temperatura exterior es de 263.15 K y la temperatura deseada en el interior es de 293.5 K. La pérdida de calor a través de las paredes es de 30 kW. Determine el coeficiente de desempeño y la potencia mínima requerida para operar la bomba de calor para matener el interior del edificio a temperatura constante.

  47. gaby dice:

    Una maquina térmica usa una fuente fría a 50 °C y tiene una eficiencia ideal de Carnot
    de 30 %, ¿Cual deberá ser la temperatura de la fuente fría si se desea aumentar a 40%?

  48. Cecilia dice:

    Determina la temperatura que entra el vapor de una máquina térmica si su eficiencia del 80 % y el vapor que sale tiene una temperatura de 75 °C

  49. Abril dice:

    Un refrigerador es utilizado para mantener una habitación a 50 ºF. Este equipo
    toma el calor de la habitación y lo transfiere al aire ambiente que se encuentra a 90
    ºF. Para accionarlo se le proporciona toda la potencia producida por una máquina
    térmica de Carnot que recibe calor de un depósito a 1850 ºF a una tasa de 650
    Btu/min. y rechaza el calor de desecho al mismo aire ambiente a 90ºF. Determinar:
    a) La tasa máxima de remoción de calor de la habitación
    b) La tasa de calor liberado del aire ambiente

  50. Leidy dice:

    Me puedes ayudar con esto por favor.
    Un panel de prueba de 20.32 x 20.32 cm de grueso, está colocado
    entre dos placas, y el conjunto está debidamente aislado. La superficie
    de separación (interfaz) de una placa, se mantiene a 79.4 °C mediante
    un suministro de energía eléctrica de 50 W; la otra placa posee una
    temperatura interfacial de 21.1 °C. Obtenga el valor d la constante K,
    para el panel de prueba.

  51. susy dice:

    Un mol de un gas con un c
    v
    =(3/2)R. Inicialmente a 600 K, tiene un volumen de 600 L y secalienta isobáricamente hasta que su volumen llega a ser el doble del que tenía al comienzo.Luego mediante un enfriamiento isométrico se reduce la presión a la mitad de su valor inicial.Finalmente se realiza una compresión isotérmica que vuelve al gas a su estado inicial.a)Dibuje los procesos efectuados en un diagrama P vs V, con los datos anteriores complete
    que alguien me ayude xfis

  52. Pedro Rojas dice:

    Saludos, Excelente, muy didáctico y problemas para todo nivel, agradable consultar este tipo de problemas de la Maq de Carnot tan importante en la Termodinámica, atte PR

  53. Juana dice:

    Necesitamos respuestas correctas para basarnos en ello

  54. javier garcia dice:

    por favor colaboremen con estos dos ejercicios como se hace garcias
    1- En una máquina de vapor, la temperatura llega a la máquina a 150 grados KELVIN y se devuelve al ambiente a 80 grados KELVIN. El rendimiento de una máquina
    2- En una máquina de vapor, la temperatura llega a la máquina a 850 grados KELVIN y se devuelve al ambiente a587 grados kelvin. El rendimiento de una máquina

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