TERMODINAMICA 201015A_471 Unidad 2: Fase 4 - Desarrollar y presentar ejercicios Unidad 2
Presentado Por:
o!n Ale"ander #iraldo #$%e& ' C$di(o )***+44, Nelson e$n #alle(o Cardona ' C$di(o ).)/0,1* Danilo n(el 3ierra ' C$di(o )1)2.+0/ Arley De ess Arr56la ' C$di(o )*2)/)22 an7er 85into 3ana6ria #on&9le& ' C$di(o """"
Tutora: Cla5dia atricia e%os
#r5po: 4)*
Programa: In(enier;a A%6iental
Uni
Esc5ela de Ciencias A(r;colas? ec5arias y del Medio A%6iente Medell;n - Mayo de 2.*+
1.
a entrop;a de 5na patata !orneada caliente dis%in5ye al en7riarse@ Es Bsta 5na
Solución
No@ a entrop;a o el de(aste del %edio a%6iente circ5ndante a5%enta %9s? !aciendo 5e el ca%6io de entrop;a total sea positi
a entrop;a se p5ede de7inir co%o la ener(;a 5e no p5ede 5tili&arse para (enerar tra6ajo? en otras pala6ras es el desorden de 5n siste%a@ En el caso planteado? o6ser
Calc5le la e7iciencia tBr%ica de 5n ciclo de Carnot 5e opera entre dos dep$sitos tBr%icos a ,2. GC y a 5na te%perat5ra 5e ser9 asi(nada por s5 t5tor@ 240°C
Solución
T c =320 ° C =593,15 K T f = 240 ° C =513,15 K n= ?
A!ora e%pleando la ec5aci$n para e7iciencia se tiene 5e: n= 1−
T f T c
Ree%pla&ando los
513,15 K =0,135 =13,5 593,15 K
a e7iciencia tBr%ica de 5n ciclo de Carnot se(n las te%perat5ras dadas es de *,?/H@ 3.
Un re7ri(erador 5e se 5sa para en7riar ali%entos en 5na tienda de a6arrotes de6e prod5cir *.?... de e7ecto de en7ria%iento? y tiene 5n coe7iciente de dese%peJo 5e ser9 asi(nado por s5 t5tor 1.4@ C59ntos iloKatts de potencia necesitar9 este re7ri(erador para operar
Solución
Datos:
COP R=1,4
As5%iendo 5e la tasa de e"tracci$n de calor est9 dada en L!? Q=10.000 KJ / h W =?
A!ora? lo pri%ero 5e de6e%os !acer es con
Q=10.000
1h 1 min KJ x x = 2,78 KJ / s h 60 min 60 s
A!ora e%pleando la Ec5aci$n 0-) del li6ro de ter%odin9%ica de Cen(el? y despejando la potencia? se tiene: COP R=
Q L W neto, entrada
W neto, entrada=
Q L COP R
Ree%pla&ando los
Q L COP R
=
2,78 KJ / s = 1,98 KW 1,4
El re7ri(erador necesita *?1+ LiloKatts de potencia para operar@ 3e trans7iere calor? en 5na cantidad de 5e ser9 asi(nada por s5 t5tor 120 Kj? directa%ente de 5n dep$sito caliente a *@2.. L a 5n dep$sito 7r;o a 0.. L@ Calc5le el ca%6io de entrop;a de los dos dep$sitos y deter%ine si se satis7ace el principio de incre%ento de entrop;a@
4.
Solución
Datos: Q=120 KJ T H =1200 K T L =600 K ∆ S =?
Aplicando la ec5aci$n )-0 del li6ro de Ter%odin9%ica de Cen(el? se tiene: ∆ S=
Q T 0
A!ora se calc5lar9 el ca%6io de entrop;a para cada dep$sito? as;: Deposito caliente: ∆ S H =
Q −120 KJ = =−0,1 KJ / K T H 1200 K
Deposito 7rio: ∆ S L=
Q 120 KJ = =0,2 KJ / K T L 600 K
A!ora S gen =∆ Stota= ∆ S H + ∆ S L =
−0,1 KJ
K
+
0,2 KJ
K
=+ 0,1 KJ / K
De ac5erdo a los datos o6tenidos se o6ser
Calc5lar la
5.
a 3i el
Datos: n= 1 mo
T i =100 K T f = 400 K 3 8,31447 J J =12,47 2 mo" K mo"K
C ! = x
a) ! e" #o"umen es $onstante.
Aplicando la ec5aci$n de
∆ S =nRLn
# f # i
∆ S =n C ! ln
+ n C ! ln
T f T i
T f T i
∆ S =1 mo∗12,47
(
400 K J ∗ln 100 K mo"K
)
∆ S =17,29 J / K
%) ! "a &res!'n es $onstante.
Aplicando la ec5aci$n de
P f Pi
T f T i
+ n C $ ln
T f T i
A!ora?
C $ =C ! + nR
Ree%pla&ando se tiene: 3 2
5 2
C $ =C ! + nR= R +1 R = R =20,79
J mo"K
A!ora? ree%pla&ando los
T f T i
∆ S =1 mo∗20,79
(
400 K J ∗ln 100 K mo"K
)
∆ S =28,82 J / K
A
(!%"!ogra*a
Cen(el? @ 2.**@ Ter%odin9%ica pp@ 2+*- 04)@ Mac#raK Sill@ EspaJa@ Rec5perado de !ttp:6i6lioteca
