REFRIGERADOR EN MAQUINAS TERMICAS

REFRIGERADOR•  Es un dispositivo cuyo objetivo es:

EXTRAER CALOR

CEDERLO A OTRO QUE :

TEMPERATURA SUPERIORW

WRealiza una serie de transformaciones

termodinámicas de forma cíclica

Enunciado de Clausius:

No es posible el paso de calor de un cuerpo frío a uno caliente sin el

consumo de trabajo.

REPRESENTACION ESQUEMATICA DE UN REFRIGERADOR

• Absorbe una cantidad de calor Q2 de un foco frío a una temperatura T2

• Consume una cantidad de trabajo W

• Cede una cantidad de calor Q1 a un foco caliente a una temperatura T1

UN REFRIGERADOR TRABAJA EN CICLOS

POR LO TANTO LA VARIACION DE ENERGIA INTERNA ES NULA

Teniendo en cuenta el criterio de signos, el calor cedido al foco caliente será:

EFICIENCIAUn refrigerador se

optimizará reduciendo el trabajo consumido para la misma cantidad de calor extraída del foco frío. La

eficiencia (ε) de un refrigerador se define

entonces como:

La limitación impuesta por el enunciado de Clausius nos indica

simplemente que la eficiencia debe ser menor que infinito, ya que el trabajo debe ser distinto

de cero.

Ejemplo:Un refrigerador recibe trabajo a razón de

370 W de potencia y extrae del congelador 21,2 kcal/min.a) Calcular cuánto calor cede al ambiente en una hora, suponiendo que la máquina realiza un número entero de ciclos en ese lapso.b) Calcular la eficiencia del refrigerador, definida como el cociente entre la cantidad de calor extraída de la fuente fría y el trabajo recibido por el refrigerador en el mismo tiempo (en valor absoluto).

SOLUCIÓN: a)

QC – QF = L

QC /Δt – QF /Δt = L/Δt

PotC – PotF = PotL

PotF = 21,2 kcal/min = 1.480 W

PotC= PotF + PotL

PotC = 1.480 W + 370 W = 1.850 WQC(1h) = 1.850 (J/s) . 3.600 s =

             QC(1h) = 6,66 x 106 J = 1.590 kcal

b) Calculemos la eficiencia, e. Será el cociente entre el beneficio (QF) y la inversión (L). O, lo que es lo mismo, PotF sobre PotE (ambos en módulo)

e = PotF / PotL = 1.480 W / 370 W

              e = 4

Ejemplo:

 Un refrigerador domestico tiene un coeficiente de desempeño de 1,2. remueve el calor del espacio refrigerado a 60 KJ/min. Determine: a) La potencia eléctrica que consume el

refrigerador.b) La tasa de transferencia de calor hacia el

aire de la cocina.

SOLUCION: a)

e= 1,2Qf = 60 Kj/minL = ?e= Qf / L

L=

L=833,33 w

b) Qc= ?

Qc – Qf = L

Qc= Qf + L

Qc= 60kJ/min + 50kJ/min

Qc= 110 kJ/min