• Author / Uploaded
• Genaro Ortelano

Citation preview

Ciclo de Otto de aire estándar es más preciso si los dos procesos isentrópicos se reemplazan por procesos el calor que se transfiere a este ciclo y que se rechaza de éste, así como la eficiencia térmica del ciclo. Use calores específicos c15 °C y temperaturas del ambiente de 275, 300 y 325 K, y explique los resultados. 6-138 Una máquina térmica opera entre dos depósitos a 800 y 20 °C. La mitad de la potencia desarrollada por la máquina térmica se usa para acccionar una bomba de calor de Carnot que quita calor del entorno frío a 2 °C y lo transfiere a una casa que se mantiene a 22 °C. Si la casa pierde calor a razón de 62,000 kJ/h, determine la tasa mínima de suministro de calor a la máquina térmica necesaria para mantener la casa a 22 °C. 6-139E Un inventor afirma haber desarrollado un refrigerador que mantiene el espacio refrigerado a 35 °F operando en un cuarto en el que la temperatura es de 75 °F, y que tiene un COP de 13.5. ¿Esta afirmación es razonable? 6-140 Considere un ciclo de bomba de calor de Carnot que se ejecuta en sistema de flujo constante en la región de saturación usando refrigerante 134a con un flujo de 0.22 kg/s como fluido de trabajo. Se sabe que la temperatura máxima absoluta en el ciclo es 1.2 veces la temperatura mínima absoluta, y la potencia neta consumida en el ciclo es 5 kW. Si el refrigerante cambia de vapor saturado a líquido saturado durante el proceso de rechazo de calor, determine la relación de las presiones máxima a mínima en el ciclo. 6-141 Cambiar las lámparas incandescentes con lámparas fluorescentes energéticamente eficientes puede reducir el consumo de energía de iluminación a la cuarta parte de la que era antes. La energía consumida por las lámparas se convierte finalmente en calor y, por lo tanto, al cambiar a iluminación

energéticamente eficiente también reduce la carga de enfriamiento en el verano, pero aumenta la carga de calefacción en invierno. Considere un edificio que recibe calefacción de un horno de gas natural con una eficiencia de 80 por ciento, y se enfría mediante un acondicionador de aire con un COP de 3.5. Si la electricidad cuesta $0.08/kWh y el gas natural cuesta $1.40/termia (1 termia

105,500 kJ), determine si la

iluminación eficiente aumentará o disminuirá el costo total de energía del edificio a) en verano; b) en invierno. 6-142 Una bomba de calor suministra calor a una casa a razón de 140,000 kJ/h cuando la casa se mantiene a 25 °C. Durante un periodo de un mes, la bomba de calor opera durante 100 horas para transferir energía de una fuente térmica fuera de la casa al interior de la casa. Considere una bomba de calor que recibe calor de dos fuentes diferentes exteriores de energía. En una aplicación, la bomba de calor recibe calor del aire exterior a 0 °C. En una segunda aplicación, la bomba de calor recibe calor de un lago que tiene una temperatura de agua de 10 °C. Si la electricidad cuesta $0.085/kWh, determine la cantidad máxima de dinero que se ahorra por usar el agua de lago en vez del aire exterior como fuente de calor. 6-143 El espacio vacío de carga de un camión refrigerado, cuyas dimensiones internas son 12 m 2.3 m 3.5 m, se va a preenfriar de 25 °C a una temperatura promedio de 5 °C. La construcción del camión es tal que hay una transmisión de ganancia de calor a razón de 80 W/ °C. Si la temperatura ambiente es de 25 °C, determine cuánto tardará un sistema con una capacidad de refrigeración de 8 kW en preenfriar este camión. 25 °C 80 W/°C

Camión refrigerado 12 m × 2.3 m × 3.5 m 25 a 5 °C 0.4 L/h . persona Agua fría 8 °C 25 °C FIGURA P6-145 6-144 Un sistema de refrigeración debe enfriar barras de pan con una masa promedio de 350 g de 30 a 10 °C a razón de 1 200 barras por hora mediante aire refrigerado a 30 °C. Tomando los calores específico y latente promedio del pan como 2.93 kJ/kg · °C y 109.3 kJ/kg, respectivamente, determine a) la tasa de remoción de calor de los panes, en kJ/h; b) el flujo volumétrico de aire neconstantes a temperatura ambiente.