64 del oficial 2016 ?

Foro de discusion Sobre RFH

Moderador: Alberto

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marcocangrejo
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64 del oficial 2016 ?

Mensaje por marcocangrejo »

Un enfriador Peltier extrae calor de un foco frío (a 300 K) a un ritmo de 10 W pasándolo a un foco caliente (a 310 K). Para ello consume una corriente de 1 A conectado a una tensión de 3 V. Calcular su coeficiente de rendimiento (k=Q extraído/trabajo consumido). ¿Es esa eficiencia superior a la que tendría un refrigerador de Carnot?.

1. k=3.3, coeficiente superior al de Carnot, como en todo refrigerador.
2. k=30, como el de un refrigerador de Carnot.
3. k=4.3, coeficiente inferior al límite de Carnot.
4. k=3.3, coeficiente inferior al límite de Carnot.
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aleberrei
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Re: 64 del oficial 2016 ?

Mensaje por aleberrei »

El coeficiente de rendimiento en un refrigerador ideal (de Carnot) es:

\(k_C=\frac{T_f}{T_c-T_f}\)
donde \(T_f, T_c\) son las temperaturas de los focos frío y caliente, respectivamente.

En este caso, se tiene
\(k_C=\frac{300 \text{K}}{310\text{K}-300\text{K}}=30\)

Como se extrae calor con una potencia de \(P_Q=30 \text{w}\) y se consume una potencia eléctrica de \(P_W=V\cdot I=1 \text{A}\cdot 3\text{V}=3 \text{w}\), el coeficiente de rendimiento de esta máquina es

\(k=\frac{Q}{W}=\frac{P_Q}{P_W}=3.3\)

Por lo tanto, la respuesta correcta es la 4.
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aleberrei
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Re: 64 del oficial 2016 ?

Mensaje por aleberrei »

Obviamente, la potencia con la que se extrae calor es 10 w, no 30 w.

PD: ¿Ya no se puede editar?
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