Question

En una zona turística, para subir a lo alto de una montaña de 500 m se
emplea una locomotora de vapor. Suponiendo que la
locomotora, junto con los viajeros, pesa 30 t, determina qué cantidad
mínima de carbón de antracita (Pc= 8000kcal/kg) es
necesario quemar si el rendimiento es del 8%.​

Answer 1

Respuesta:

Subiendo la montaña de 500 metros despreciando rozamientos solo se aumenta la energía potencial por lo que la energía requerida para hacer esto es:

Explicación:

Ep=m*g*h = 30*10^4*9,8*500 = 147000000 J

Como además sabemos que el rendimiento es del 8% solo un 8% de la energía liberada en la combustión del carbón puede utilizarse, es decir:

8000 kcal/kg * 0,08 = 640 kcal/kg es la energía que podemos utilizar.

(El 0.08 quiere decir el 8% de 8000 que es 8/100 = 0,08)

Entonces como tenemos en J pasamos las 640 kcal/kg a J/kg

640 kcal/kg * 1000 cal/1 kcal * 4,1868 J/1 cal =  

= 2679552 J/kg

Por lo que finalmente como necesitamos 196000000 J

para la locomotora y cada kg de antracita nos aporta 2679552 J entonces necesitamos:

(147000000 J) / (2679552 J/kg) =  54,86 kg de antracita.