Calcular el trabajo máximo obtenible y el rendimiento energético de dos fuentes térmicas, haciendo aplicación numérica para T1=2000 K y T2=300 K.
Datos:
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read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
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dat:=[T1=2000*K_,T2=300*K_]; |
Esquema:
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![`:=`(Sistemas, [1, 2])](images/np13_2.gif) |
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![`:=`(Estados, [estacionario])](images/np13_3.gif) |
a) Calcular el trabajo máximo obtenible y el rendimiento energético de dos fuentes térmicas, haciendo aplicación numérica para T1=3000 K y T2=300 K.
Wmax implica DSuniv=0.
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eqmax:=DSuniv=0;DSuniv:=DS1+DS2+DSeng;DS1:=-Q1/T1;DS2:=Q2/T2;DSeng:=0;W[DMR]:=Q1-Q2;eta:=W/Q1;eta:=expand(subs(Q2=solve(eqmax,Q2),W[DMR]/Q1));eta_:=subs(dat,eta):'eta_'=evalf(%,2); |
Obviamente, si las fuentes son infinitas el trabajo que pueden producir sería infinito.
Los motores reales de combustión interna, que se puede pensar que trabajan entre la temperatura de combustión adiabática (del orden de 2000 K) y la del ambiente (del orden de 300 K), presentan rendimientos típicos de 0,3 a 0,5.
Nótese que el rendimiento energético máximo (el de Carnot) no interesa en ingeniería porque necesitaría funcionar cuasiestáticamente y por tanto apenas daría potencia.