El Sapo Sabio

Una máquina de 200 W trabaja a 10 ciclos por segundo con un rendimiento del 30%.

a)  ¿Cuánto trabajo realiza en cada ciclo?

b)  ¿Cuánto calor se absorbe y se cede en cada ciclo?

Solución:

Datos: P = 200 W; f = 10 cps; r = 0,30

El rendimiento (r) de una máquina térmica es la relación entre el trabajo (W) producido y el calor tomado (Q_t), es decir:

r = W/Q_t

a)  De la definición de rendimiento se tiene:

Q_t = W/r

Trabajo proporcionado por cada segundo:

P = W’/t → W’ = P t = 200 (J/s)·1 s = 200 J

Como en un segundo realiza 10 ciclos en cada ciclo se producirán:

W = 200 J/10 = 20 J

b)  Calor tomado:

Q₁ = 20 J/0,30 = 66,7 J

Calor cedido:

Q₂ = 66,7 J – 20 J = 46,7 J