1r ciclo ejercicio de Termodinamica

[aleciita]

Hola a todos
tengo una duda sobre un problema de termodinámica...intenté resolverlo pero realmente no comprendí muy bien la relación entre los datos que me pedían, espero realmente puedan ayudarme, gracias de antemano, el ejercicio es:
"Una planta de energía eléctrica tiene 0.4 de eficiencia, genera 10^8 W de energía eléctrica, y disipa 1.5x10^8W de energía térmica en el agua de enfriamiento que pasa por ella. Sabiendo que el calor específico del agua, en unidades SI, es 4,184J/kg°C, calcula cuántos kg de agua pasan por la planta cada segundo,si esa agua se calienta 3°C.

[aLFRe]

Re: ejercicio de Termodinamica

Espero no equivocarme. Tú lo revisas.

Una potencia es el cociente entre una energía E y un tiempo t
$P=\frac{E}{t}$

El calor Q que hay que aportar para incrementar la temperatura $\Delta T=T_f-T_i$
de un cuerpo con un calor específico $c_e$ es
$Q=m\,c_e\,\Delta T$
El calor es una forma de transferir energía entre dos sustancias
( debido a una diferencia de temperaturas )
por lo cual tiene las dimensiones de energía.

Observa que tu planta de energía eléctrica pierde potencia debido
a un incremento de temperatura del refrigerante
que, por lo que sea, no se puede recuperar.
Recuperando la ecuación de Q, la potencia dispada sería :
$P_{dis}=\frac{Q}{t}=\frac{m}{t}\,c_e\,\Delta T$

Observa que he preferido dividir m entre t porque lo que se te lleva la energía
es el refrigerante que va circulando por el circuito de refrigeración.
Es lo mismo que cuando tienes calor en verano y pones las manos debajo del chorro
de agua del grifo fresquita.

Los cálculos son :
$\frac{1.5\times10^8}{4.184\times3}=0.2\times10^8\,\frac{kg}{s}$
salvo error.

Podría ser interesante que trabajes un poco el concepto de rendimiento.
En este caso es rendimiento en potencia.
La potencia que suministra tu central es $1\times10^8\,W$
y la que disipa es $1.5\times10^8\,W$
por lo cual, con la información que tenemos, lo que produce antes de pérdidas
tu sistema de generación es la suma :
$1\times10^8\,W+1.5\times10^8\,W=2.5\times10^8\,W$
y el rendimiento en potencia es el cociente
entre lo "útil" y lo que produce antes de pérdidas tu método

$R= \frac{1\times10^8\,W}{2.5\times10^8\,W}=0,4$
0,4 es un número adimensional expresado en tantos por uno.
Para expresarlo como porcentaje multiplica por 100
y sale $R= 40\,\%$

Todo esto salvo error. Saludos.