Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
800 kPa
x = 0
Válvula de
expansión
6-57 A los serpentines del evaporador en la parte posterior
de la sección de congelador de un refrigerador doméstico, entra
refrigerante 134a a 100 kPa con una calidad de 20 por ciento, y
sale a 100 kPa y 26 °C. Si el compresor consume 600 W de
energía y el COP del refrigerador es 1.2, determine a) el flujo
másico del refrigerante y b) la tasa de rechazo de calor hacia el
aire de la cocina. Respuestas: a) 0.00414 kg/s, b) 1 320 W
·
Válvula de
expansión
100 kPa
x = 0.2
·
Q H
Condensador
Evaporador
Q H
Condensador
Evaporador
Compresor
·
Q L
FIGURA P6-56
Compresor
·
Q L
FIGURA P6-57
800 kPa
35 °C
100 kPa
–26 °C
W entrada
·
·
W entrada
Máquinas de movimiento perpetuo
6-58C Un inventor afirma que ha desarrollado un calentador
de resistencia que da 1.2 kWh de energía a un cuarto por cada
kWh de electricidad que consume. ¿Es ésta una aseveración
razonable, o este inventor ha desarrollado una máquina de
movimiento perpetuo? Explique.
6-59C Es de conocimiento común que la temperatura del aire
sube cuando se le comprime. Un inventor pensó usar este aire
de alta temperatura para calentar edificios. Usó un compresor
actuado por un motor eléctrico. El inventor dice que el sistema
de aire caliente comprimido es 25 por ciento más eficiente que
un sistema de calentamiento por resistencia que dé una cantidad
equivalente de calentamiento. ¿Es esta afirmación válida, o es
sólo otra máquina de movimiento perpetuo? Explique.
Procesos reversibles e irreversibles
6-60C Demuestre que los procesos que usan trabajo para
mezclar son irreversibles considerando un sistema adiabático
cuyo contenido se agita haciendo girar una rueda de paletas
dentro del sistema (por ejemplo, batir una mezcla de pastel
con un mezclador eléctrico).
6-61C Demuestre que los procesos que incluyen reacciones
químicas rápidas son irreversibles considerando la combustión
de una mezcla de gas natural (por ejemplo metano) y aire en
un contenedor rígido.
6-62C Una bebida enlatada fría se deja en un cuarto más
caliente, donde su temperatura se eleva como consecuencia
de la transferencia de calor. ¿Es éste un proceso reversible?
Explique.
6-63C Un bloque se desliza hacia abajo por un plano inclinado,
con fricción y sin fuerza restrictiva. ¿Este proceso es
reversible o irreversible? Justifique su respuesta.
6-64C ¿Por qué se interesan los ingenieros en los procesos
reversibles aun cuando nunca se puedan lograr?
6-65C ¿Por qué un proceso de compresión no cuasiequilibrado
necesita una mayor entrada de trabajo que el correspondiente
proceso de cuasiequilibrio?
6-66C ¿Por qué un proceso de expansión no cuasiequilibrado
produce menos trabajo que el correspondiente proceso
de cuasiequilibrio?
6-67C ¿Cómo distingue entre irreversibilidades internas y
externas?
6-68C ¿Un proceso reversible de compresión o expansión
es necesariamente de cuasiequilibrio? ¿Una expansión o
compresión de cuasiequilibrio es necesariamente reversible?
Explique.
El ciclo de Carnot y los principios de Carnot
6-69C ¿Cuáles son los cuatro procesos que constituyen el
ciclo de Carnot?
6-70C ¿Cuáles son las dos afirmaciones que se conocen
como principios de Carnot?
6-71C Alguien afirma haber desarrollado un nuevo ciclo
reversible de máquina térmica que tiene una eficiencia teórica
más alta que el ciclo de Carnot operando entre los mismos
límites de temperatura. ¿Cómo evalúa usted esta afirmación?
6-72C Alguien afirma haber desarrollado un nuevo ciclo reversible
de máquina térmica que tiene la misma eficiencia teórica
que el ciclo de Carnot entre los mismos límites de temperatura.
¿Es ésta una afirmación razonable?
6-73C ¿Es posible desarrollar un ciclo de máquina térmica a)
real y b) reversible que sea más eficiente que el ciclo de Carnot
operando entre los mismos límites de temperatura? Explique.
Máquinas térmicas de Carnot
6-74C ¿Hay alguna manera de aumentar la eficiencia de una
máquina térmica de Carnot que no sea aumentar T H o disminuir
T L ?
6-75C Considere dos plantas eléctricas reales que operan
con energía solar. Una planta recibe energía de un estanque