EjerciciosFyQ

Eficiencia energética de un sistema de calefacción por radiación (7943)

F_y_Q — 2023-05-22T07:29:43Z

Una calefacción por radiación consume de combustible, cuya densidad es de , y tiene un calor poder calorífico específico de . Si se transfieren de calor al aire, ¿cuál es la eficiencia energética del sistema?

Para aclarar los cálculos es buena idea tomar como base de cálculo una hora de funcionamiento del sistema. Es necesario hacerlo porque el calor transferido y el flujo de combustible están dados por horas.

Lo primero será calcular el calor que se suministra al sistema por medio del combustible. Es necesario usar los factores de conversión con soltura:

El dato de la energía transferida es inmediato y coincide con el dato en el enunciado porque has tomado una hora como base de cálculo. Solo queda hacer la eficiencia, expresada en porcentaje:

Ampliación: Eficiencia energética y porcentaje de energía útil en un sistema (7942)

F_y_Q — 2023-05-21T05:05:04Z

Para generar 3 800 kWh de energía en una industria se utilizan 11 600 kg/h de vapor de agua. Este vapor se obtiene de la combustión de 1 450 kg/h de carbón, cuya capacidad térmica específica es de 29 000 kJ/kg.

a) Calcula la eficiencia térmica global del sistema.

b) Si la energía adicionada al vapor de agua, a partir de dicha combustión, es igual a 2 950 kJ/kg, ¿qué fracción de la energía liberada por el carbón se agrega al vapor?

Lo primero que debes hacer es expresar la energía generada y la energía que aporta el carbón en la misma unidad, para poder compararlas. Lo ideal es trabajar en el Sistema Internacional y, para ello, puedes fijar una hora de tiempo como base de cálculo, porque el carbón que entra al sistema y la energía generada están referidas a cada hora.

a) La eficiencia global es el cociente entre la energía que aporta el carbón y la energía que genera la planta industrial. Para expresarlo como porcentaje usas la expresión:

b) Calculas la energía que absorbe el vapor de agua a partir del dato de la energía que se aporta en el segundo apartado. Recuerda que sigues considerando una hora como base de cálculo:

Solo te queda hacer lo mismo que en el apartado anterior, pero con el valor que acabas de calcular referido al vapor de agua:

Ciclo de Carnot: temperatura de la fuente y potencia de la máquina (7132)

F_y_Q — 2021-04-21T05:19:03Z

Una máquina térmica con eficiencia de trabaja en un ciclo de Carnot. El calor sale de la máquina hacia un sumidero a , a razón de . Determina la temperatura de la fuente y la potencia de la maquina térmica.

El rendimiento de la máquina está relacionado con las temperaturas de la fuente y el sumidero:

Sustituyes y calculas:

El calor de la fuente y del sumidero también se relacionan con el rendimiento de la máquina del mismo modo que la temperatura. El calor de la fuente es:

La potencia de la máquina es el producto del calor de la fuente por el rendimiento de la misma:

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