Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Campus Toluca
Actividad de aprendizaje activo
Eficiencia Térmica y Segunda ley y eficiencia térmica
1. Una máquina térmica toma 360 J de energía de un depósito caliente y efectúa 25.0 J de trabajo
en cada ciclo. Encuentre
a. La eficiencia de la máquina
e=25
360 =0.0694∨6.94 %
b. La energía expulsada al depósito frío en cada ciclo.
e=360−Qc
360 =0.0694 Qc=335 J
2. Un refrigerador tiene un coeficiente de rendimiento de 3. El compartimiento de charolas de
hielo está a -20 oC y la temperatura ambiente está a 22 oC. El refrigerador puede convteertir 30 g
de agua a 22 oC en 30 g de hielo a -20 oC cada minuto. Determina la potencia de entrada que se
requiere.
Qc=(0.03 k g)(4190 )(−22 )+( 0.03)(3.34 ×1 05)+(0.03 )(2100 )(−20 )=5994.6 J
K=3=5994.6
WW=1998.2 J
P=1998.2
60 =33.3 W
3. Una máquina térmica de Carnot opera entre un depósito a 25.0°C y uno a 375°C. ¿Cuál es la
máxima eficiencia posible para esta máquina?
e carnot=1−298.15
648.15 =0.54 →54 %
4. ¿Cuánto trabajo requiere un refrigerador de Carnot ideal para remover 1.00 J de energía de
helio líquido a 4.00 K y disipar esta energía al entorno a temperatura ambiente (293 K)?
Kcarnot=4
293−4=0.014
