MÁQUINAS TÉRMICAS
¿Qué temas de Máquinas Térmicas trabajamos?
Qué es una máquina térmica: ciclos de potencia vs refrigeración y qué busca cada uno.
Balance por ciclo (1er principio): en ciclo ΔE = 0 ⇒ Q_net = W_net (signos y “qué entra / qué sale”).
Rendimiento y COP:
η_th = W_net / Q_in y COP_R = Q_L / W_in, COP_HP = Q_H / W_in.2do principio y límites: irreversibilidades y por qué lo real siempre es peor que lo ideal.
Carnot (ideal): η_Carnot = 1 − T_L/T_H y COP_Carnot = T_L/(T_H−T_L) (T en K).
Diagramas + propiedades (lo mínimo): lectura básica de T–s / P–v y uso de tablas para h, s, x cuando hay vapor/mezcla.
Errores típicos: usar °C en vez de K, confundir Q_in/Q_out, dar vuelta COP, mezclar kPa/MPa.
Ejercicios resueltos de máquinas térmicas explicados paso a paso: ciclos de potencia y refrigeración, eficiencia y COP, balances por ciclo, turbinas/compresores/bombas, y análisis con diagramas P–v, T–s y h–s + tablas de propiedades.
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TEORÍA DE MÁQUINAS TÉRMICAS
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PREGUNTAS FRECUENTES EN MÁQUINAS TÉRMICAS
¿Por dónde empiezo?
Respondé rápido:
¿Es máquina térmica (produce W) o refrigerador/bomba de calor (consume W)?
¿Es ciclo? (si es ciclo: vuelve al estado inicial)
¿Es ideal/reversible (Carnot) o real?
¿Qué te dan: Q̇_in, Q̇_out, Ẇ, η, COP, T_H/T_C?
Fórmulas base (las únicas que necesitás)
En ciclo:
ΔE_ciclo = 0 ⇒ W = Q_in − Q_out
Máquina térmica:
η = W / Q_in = 1 − Q_out/Q_in
Refrigerador:
COP_R = Q_L / W_in
Bomba de calor:
COP_HP = Q_H / W_in
y COP_HP = COP_R + 1
Carnot (cuando dice “ideal / reversible / máximo / mínimo”)
Usá Kelvin.
η_Carnot = 1 − T_C/T_H
COP_R,Carnot = T_C / (T_H − T_C)
COP_HP,Carnot = T_H / (T_H − T_C)
Errores típicos
-
Usar °C en Carnot (va K).
-
Confundir Q_L (recinto frío) con Q_H (ambiente/casa).
-
Poner η al revés (es W/Q_in).
-
Mezclar kW con kJ/h (si está en kJ/h → dividí por 3600 para kW)
Identificación express
“Potencia neta / rendimiento / rechazo de calor” → máquina térmica.
“Extraer calor del recinto / COP” → refrigerador.
“Calefaccionar casa / COP” → bomba de calor.
EJERCICIO DE PARCIAL RESUELTO EN HOJA
EJERCICIO DE PARCIAL RESUELTO EN VIDEO
