1. Una máquina de Carnot trabaja entre las temperaturas de 187ºC

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II
Tecnología IES LA SERNA
CUESTIONES SOBRE MÁQUINAS TÉRMICAS Y FRIGORÍFICAS.
1. Una máquina de Carnot trabaja entre las temperaturas de 187ºC y 37ºC. ¿Cuál es su
rendimiento?
Sol. 32,6%
2. Hace unos años la temperatura promedio de las calderas en las grandes máquinas
térmicas era del orden de 227ºC. En la actualidad es de aproximadamente 327ºC.
Suponiendo que la temperatura del foco frío es, en ambos casos, de 27ºC. ¿cuáles son
los rendimientos correspondientes?
Sol. 40% y 50%.
3. Un motor térmico ideal cuyo foco frío está a la temperatura de 7ºC tiene un
rendimiento termodinámico del 40%.
a) ¿A qué temperatura está el foco caliente?
b) ¿En cuántos grados ha de aumentarse la temperatura de este foco caliente para que
el rendimiento sea del 50%?
Sol. a) 193,7ºC; b) Δt= 93,3ºC
4. Una máquina de Carnot trabaja entre 327ºC y 27ºC y produce 7000cal/ciclo. Calcular
el rendimiento y las cantidades de calor absorbidas y cedido en cada ciclo.
Sol. ŋ= 50%; Q1= 14000cal; Q2= 7000cal.
5. El ciclo de Otto teórico de un motor mono cilíndrico, de dos tiempos y 60 mm de
diámetro de pistón, está limitado por los volúmenes de V 1= 480cc y V2=120cc, y por
las presiones p1= 0,1 MPa, p2=0,7 MPa, p3= 3,5MPa y p4= 0,5 MPa.
a) Dibuja el diagrama del ciclo termodinámico.
b) Cilindrada y carrera.
Sol. 360cc; S= 12,73 cm.
c) Relación de compresión.
Sol. r= 4
6. El rendimiento de un ciclo de Otto es del 50% y el coeficiente adiabático de la mezcla
de combustible 1,5. ¿cuál es la razón de compresión?
Sol. r= 4
7. Un motor térmico reversible opera entre un foco a temperatura T y otro a 280K. Cede
1000 kJ/min de calor al foco frío y desarrolla una potencia útil de 40 kW. Determinar
la temperatura T del foco caliente.
Sol. T= 952K
8. Un automóvil posee un motor diesel de 4 tiempos, cuyo consumo es de 260 g/kWh.
Sabiendo que el poder calorífico del gasóleo es de 10300kcal/kg, hallar el rendimiento
del motor.
Sol. ŋ= 32,11%
9. En un día de invierno, cuando la temperatura de la calle es de 0ºC, se desea calentar
una habitación hasta 15ºC mediante una máquina frigorífica de Carnot. ¿cuál es la
eficiencia de la máquina?
Sol. ε= 18,2
10. Un fluido frigorífico a baja temperatura circula a través de los conductos insertados en
las paredes del compartimiento de un congelador. La temperatura del congelador es de
-5ºC y la del aire que rodea a la instalación de 22ºC. El flujo de calor desde el
congelador al refrigerante es de 4000kj/h, invirtiéndose una potencia de 1600kJ/h para
accionar el ciclo frigorífico. Determinar la eficiencia del frigorífico y compararla con
la de un ciclo reversible entre las mismas temperaturas. Sol. ε= 2,5 y ε’= 9,9.