Una bomba de calor completamente reversible produce calor a razón de 300 kW para calentar una casa que se mantiene a 24 °C. El aire exterior, que está a 7 °C, sirve como fuente Calcule la tasa de cambio de entropía de los dos depósitos y determine si esta bomba de calor satisface la segunda ley de acuerdo con el principio de incremento de entropía.
En resumen
Tenemos un proceso reversible, por tanto debe cumplirse que Δs = 0, es decir la diferencia de entropía es cero. 1 - Procedemos a calcular el cambio de entropía en el foco caliente, tenemos : Δs = 300 kW / (24 + 273)K = 1.
Tenemos un proceso reversible, por tanto debe cumplirse que Δs = 0, es decir la diferencia de entropía es cero.
1 - Procedemos a calcular el cambio de entropía en el foco caliente, tenemos : Δs = 300 kW / (24 + 273)K = 1.
0101 kW / K Ahora tenemos que es un proceso ireversible, tenemos : Δs = Qc - Tc - Qf / Tf Qf / Tf = - 1.
0101 kW / k → Entropía en el foco frío2 - No existe un incremento de entropía porque es un procesos reversible, en tal caso la entropía se mantiene constante.
Respuesta : Δ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Bext%7D" /> = 1.
01kW / KΔ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Bint%7D" /> = 1.
01kW / KΔ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Btot%7D" /> = 0Explicación paso a paso : Dado que la bomba de calor es completamente reversible, la combinación de la expresión del coeficiente de rendimiento, primera Ley y la escala de temperatura termodinámica proporciona<img src="https://tex.z-dn.net/?f=COP%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B1-%5Cfrac%7BT_%7Bext%7D%20%7D%7BT_%7Bint%7D%20%7D%20%7D" /> <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B1-%5Cfrac%7B280K%7D%7B297K%7D%20%7D%20%3D" /> 17.
47La potencia requerida para impulsar esta bomba de calor, de acuerdo con el coeficiente de rendimiento, es entonces<img src="https://tex.z-dn.net/?f=W%20%3D%20%5Cfrac%7BQ_%7Bint%7D%20%7D%7BCOP%7D%20%3D%20%5Cfrac%7B300kW%7D%7B17.47%7D%20%3D%2017.17kW" />Según la primera ley, la velocidad a la que se elimina el calor del depósito de energía a baja temperatura es<img src="https://tex.z-dn.net/?f=Q_%7Bext%7D%3DQ_%7Bint%7D%20-%20W%20%3D" />300kW - 17.
17kW = 282.
8kWLa velocidad a la que cambia la entropía del depósito de alta temperatura, de acuerdo con la definición de la entropía, esΔ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Bint%7D%3D%5Cfrac%7BQ_%7Bint%7D%20%7D%7BT_%7Bint%7D%20%7D%20%20%3D%20%5Cfrac%7B300kW%7D%7B297K%7D%20%3D%201.01kW%2FK" />y el del reservorio de baja temperatura esΔ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Bext%7D%3D%5Cfrac%7BQ_%7Bext%7D%20%7D%7BT_%7Bext%7D%20%7D%20%20%3D%20%5Cfrac%7B-17.17kW%7D%7B280K%7D%20%3D%201.01kW%2FK" />La tasa neta de cambio de entropía de todo en este sistema esΔ<img src="https://tex.z-dn.net/?f=S_%7Btotal%7D%20%3D%201.01-1.01%20%3D%200" />.
La roca no produce calor. Lo recibe. Quien golpea a la roca produce trabajo sobre ella, que se transforma, en parte, en calor. Saludos Herminio.
Como tenemos x litros. X / 3 serían los litros o mililitros que llena la bomba más rápida en 1 hora x / 4 serían los litros que llena la bomba más lenta en 1 hora. Sumamos los litros que llena cada llave. X / 4 + x / 3…
Se suman los caudales o gastos de cada bomba. Se expresan en volumen vertido por unidad de tiempo. V / t es el caudal. V es el mismo para las dos bombas. V / t = V / 3 + V / 4 = 7 V / 12 De modo que t = 12 / 7 = 1, 71…