Ingeniaritza Kimikoa Saila
Dpto. de Ingeniería Química
GRADO EN INGENIERÍA QUÍMICA
PROBLEMAS DE TERMODINÁMICA APLICADA
TEMA 5. SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
Apdo. 644 P.K. 48080 Bilbao
Euskal Herriko
Unibertsitatea
Universidad
del País Vasco
eman ta zabal zazu
1. Una central eléctrica, de potencia 800.000 kW, genera vapor a 585 K y descarga el calor a
un río a 295 K. Si la eficiencia térmica de la planta es del 70% de su vapor máximo
posible, ¿cuánto calor se descarga al río a la máxima potencia?
Respuesta: 1.505.500 kJ s-1
2. La siguiente máquina de vapor produce una potencia de 95.000 kW. Determine en cada
caso las velocidades a las que se absorbe calor desde el foco caliente y se cede calor al
foco frío.
(a) Una máquina de Carnot que opera entre dos focos de calor a 750 y 300 K.
(b) Una máquina real que opere entre los mismos focos con una eficiencia térmica del
35%.
Respuesta: a) 6,33⋅104 kW; b) 1,76⋅105 kW
3. Para un gas ideal (con calor específico constante) sometido a un proceso adiabático (y por
tanto isoentrópico) se demostró en el capítulo 3 que:
γ
γ
⎛⎞
⎜⎟
⎝⎠
- 1
22
11
TP
=
TP
Demuestre que esta ecuación también puede deducirse a partir de la ecuación para el
cálculo de ΔS/R cuando ΔStotal = 0.
4. Gas metano a 550 K y 5 bar se somete a una expansión adiabática reversible hasta 1 bar.
Considerando el metano como un gas ideal, ¿cuál es la temperatura final?
Datos CP(CH4, gas): A = 1,709, B = 9,081·10-3, C = -2,164·10-6, D = 0,0
Respuesta: 411,3 K
5. 40 kg de hierro fundido (CP = 0,5 kJ kg-1 K-1) a la temperatura de 450 °C se enfría en 150
kg de aceite (CP = 2,5 kJ kg-1 K-1) a 25 °C. Si no hay pérdidas de calor, ¿cuál es el cambio
de entropía (a) en la fundición, (b) en el aceite, y (c) en ambos considerados
conjuntamente?
Respuesta: a) -16,33 kJ K-1 kg-1; b) 26,13 kJ K-1 kg-1; c) 9,8 kJ K-1 kg-1
