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INGENIERA INDUSTRIAL V TERMODINMICA
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6.3. Un ciclo de potencia auxiliar de turbina de gas desarrolla una potencia de
4.400kW y tiene un rendimiento trmico de 22 por 100. Determnese (a la
!elocidad de consumo de combustible en 1"min# si la energa cedida por el
combustible es 4$.%00 k&"kg y su densidad 0.'2 g"com$# y (b el coste en dlares
de ' )oras de *uncionamiento si el coste del combustible l+uido es 0.$ dlaresor litro.
6.31 Dos motores trmicos internamente re!ersibles est,n dispuestos en serie.
-l primer motor trmico recibe calor a /2 y cede calor a una temperatura 3.
-l segundo motor trmico ecibe calor a la temperatura 3 a la +ue lo )a cedido el
primer motor y# a su !e5# cede calor a 2 . alc6lese la temperatura 3en grados
elsius para una situacin en la +ue (a de los dos motores se obtiene el mismo
traba7o# y (b los rendimientos trmicos de ambos motores son iguales.
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6.40. Una ma+uina *rigor*ica congela 0.'0 kg de agua l+uida a 0 . 8a
potencia suministrada es 400 W# y la temperatura a la +ue el *luido de traba7o
cede el calor es 24 . 9i la ma+uina *rigor*ica real tiene un :; +ue es la cuarta
parte del correspondiente a una ma+uina *rigor*ica re!ersible# determnese el
tiempo re+uerido# en minutos. 8a entalpia de solidi*icacin del agua !ale $$$.4
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6.50. Una bomba de calor internamente re!ersible +ue recibe calor de la
atmos*era a
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6.59. Una bomba de calor internamente re!ersible se utili5a para suministrar
120.000 k&") a un edi*icio. 8a atmos*era exterior es la *uente *ra# y la
temperatura m,s ba7a del ciclo es
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6.67.Un motor trmico internamente re!ersible *unciona entre las temperaturas
de admisin y cesin del calor de =00 y 40 . ;arte del traba7o generado por el
motor trmico se utili5a para mo!er una ma+uina *rigor*ica internamentere!ersible +ue *unciona entre las temperaturas de 40 y
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6.88.-ntre dos *uentes trmicas a ='0 y 4/0 > se trans*iere una cantidad de
calor de 100 k&. -l ambiente se encuentra a $00 >. Determnese?
8a !ariacin de entropa en cada una de las *uentes trmicas# en k&">. 8a suma de
estas !ariaciones @est, de acuerdo con el principio del incremento de la entropaA
8a produccin de entropa en la regin de la trans*erencia de calor# en k&">.
-l tanto por ciento en +ue se reduce el potencial de traba7o de los 100 k& debido a
su trans*erencia a la *uente a 4/0 >.
-l tanto or ciento en ue se incrementa el otencial de traba o de los 100 k& a
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6.98. Un motor elctrico *unciona en rgimen estacionario y consume una
potencia elctrica de $ kW. -l 10 por 100 de la potencia elctrica suministrada se
pierde por trans*erencia de calor al ambiente. 8a temperatura de la super*icie del
motor es 4% . Determnese (a la potencia en e7e suministrada por el motor en
) b la roduccin de entro a en kW >.
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6.108.Un motor trmico *unciona entre dos *uentes trmicas a temperaturas de %=0 > y
2'0 >.
(a -l *luido de traba7o del motor tiene una temperatura de %=0 > durante el suministro
de calor desde la *uente a %=0 > y una temperatura de 2'0 > durante la cesin del
calor a la *uente a 2'0 >. -l rendimiento trmico de la unidad real es el 40 por 100#
y la trans*erencia de calor desde la *uente a %=0 > es 1.000 k&"min. Determnese la
produccin de entropa# en k&"min.># (1 en el propio motor# (2 en el proceso de
cesin de calor a la *uente de ba7a temperatura# y ($ en el proceso de
trans*erencia de calor desde la *uente de alta temperatura.(b )ora# con las mismas temperaturas de las *uentes trmicas# el mismo *lu7o de
calor y el mismo rendimiento trmico del motor# este recibe el calor %40 > y lo cede
a $00 >. omo antes# determnese la produccin de entropa en (1 el propio motor#
(2 en el proceso de cesin de calor a la *uente de ba7a temperatura# y ($ en el
proceso de trans*erencia de calor desde la *uente de alta temperatura. (4 @Bu
proceso tiene a)ora mayor irre!ersibilidadA(c) Cinalmente# con las mismas temperaturas de las *uentes trmicas# el mismo *lu7o
de calor suministrado y las temperaturas del motor las dadas en el apartado b# el
rendimiento trmico se incrementa )asta el 42 por 100. -n estas condiciones#
determnese la produccin de entropa (1 en el propio motor# (2 en el proceso de
cesin de calor a la *uente de ba7a temperatura# y ($ en el proceso de
trans*erencia de calor desde la *uente de alta temperatura. (4 @Bu proceso tienea)ora mayor irre!ersibilidadA
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6.20.Un motor trmico internamente re!ersible recibe una cantidad de calor de
4.000 k& a $$ y cede calor a la temperatura del punto triple del agua.
alc6lese (a el rendimiento trmico# y (b el traba7o neto de salida en k&. 9i el
rendimiento trmico de un motor irre!ersible es el 0 por 100 del rendimiento del
motor trmico re!ersible. (c obtngase el tanto por ciento de !ariacin del calor
cedido# para el mismo calor recibido y las mismas temperaturas del *luido.
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6.11.8os recipientes de cocinado en una planta de procesado de alimentos deben
calentarse )asta 120 . Una compaa propone utili5ar el acoplamiento de aguasubterr,nea
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