Question

Se utiliza un sistema de aire acondicionado para mantener una casa a 70°F cuando la temperatura exterior es de 100°F. La casa absorbe calor a través de los muros y ventanas a razón de 800 Btu / min y la tasa de generación de calor dentro de la casa debido a la persona, luces y aparatos eléctricos asciende a 100 Btu/ min. Determine la entrada de potencia mínima requerida para este sistema de aire acondicionado.

Answer 1

Considerando las condiciones térmicas en la casa, la entrada mínima de potencia debe ser de 50.98 BTU/min en el sistema de aire acondicionado.

Explicación:

Para resolver este problema debemos aplicar teoría de máquina térmica:

W = Qc - Qf   (1)

Donde:

• W = trabajo
• Qc = calor del deposito caliente
• Qf = calor del deposito frío

Ahora, planteamos una relación que se cumple para las máquinas térmicas:

Tf/Tc = Qf/Qc

Entonces, sustituimos los valores y tenemos que:

(294.26 K)/(310.93 K) = (900 BTU/min) / Qc

Qc = 950.98 BTU/min

Finalmente, calculamos el trabajo:

W = (950.98 - 900) BTU/min

W = 50.98 BTU/min

Por tanto, la entrada mínima de potencia debe ser de 50.98 BTU/min en el sistema de aire acondicionado.

NOTA: en estas ecuaciones la temperatura deben estar en absoluto, entonces:

• 70 ºF = 294.26 K
• 100 ºF = 310.93 K