Una máquina térmica con eficiencia de 65% trabaja en un ciclo de carnot. el calor sale de la máquina hacia un sumidero a 85 °f, a razón de 80 btu/min. determine la temperatura de la fuente y la potencia de la maquina térmica
Respuestas a la pregunta
La máquina térmica tiene una temperatura en la fuente de 242.85 ºF y genera una potencia de 148.57 BTU/min.
Explicación:
NOMENCLATURA USADA:
- Qe = calor de entrada
- Qs = calor de salida
- W = potencia o trabajo
- Tc = temperatura del foco caliente (entrada)
- Tf = temperatura del foco frío (salida)
Tenemos que la eficiencia de una máquina térmica se puede expresar como:
n = 1 - [T(frío)/T(caliente)] → eficiencia
0.65 = 1 - 85ºF/Tc
(0.65-1) = - 85ºF/Tc
Tc = 242.85 ºF
Entonces, la temperatura de la fuente es igual a 242.85ºF.
Ahora, tenemos el calor de salida que son 80 BTU/min, debemos encontrar el calor de entrada, tal que:
n = W/Qe
n = (Qe - Qs)/Qe
0.65 = (Qe - 80 BTU/min)/Qe
(0.65)·Qe = Qe - 80BTU/min
80 BTU/min = Qe - 0.65Qe
80 BTU/min = 0.35Qe
Qe = 228.57 BTU/min
Ahora, si podemos encontrar la potencial, tal que:
n = W/Qe
0.65 = W/(228.57 BTU/min)
W = 148.57 BTU/min
Entonces, la potencia es de 148.57 BTU/min.
