SOLUCIÓN DE EJERCICIOS
TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES 7 EDICIÓN
SOLUCIÓN PROBLEMA 2-22C TERMODINÁMICA CENGEL Y BOLES
2-22C Un automóvil va a velocidad constante por un camino. Determine la dirección de las interacciones de calor y trabajo, suponiendo que el sistema es el siguiente: a) el radiador del automóvil, b) el motor, c) las ruedas, d) el camino y e) el aire del exterior.
Solución:
Solución 1: Canal
(a) El radiador del automóvil:
La transferencia de calor se produce del radiador a la atmósfera debido a la diferencia de temperatura del fluido caliente y el refrigerante, por lo que la dirección de la transferencia de calor es negativa debido a la pérdida de calor del sistema.
No hay transferencia de trabajo.
(b) El motor del automóvil:
La energía química del combustible se convierte en energía mecánica, por lo que la transferencia de calor y trabajo se producirá debido a la combustión del combustible y al movimiento del pistón, respectivamente, por lo que el trabajo es positivo y el calor es negativo.
(c) Las ruedas del coche:
Debido a la fricción entre la carretera y las ruedas, ambos se calientan. Entonces el calor es positivo.
No se transfiere trabajo en reposo, mientras que el movimiento de las ruedas posee energía cinética que puede producir para trabajar. Entonces el trabajo es positivo.
(d) El camino:
Debido a la fricción entre las ruedas y la carretera, la temperatura de la carretera aumenta debido a la transferencia de calor, por lo que el calor es positivo.
Sin transferencia de trabajo.
(e) El aire que rodea el automóvil.
Debido a los escapes del motor y otros componentes más calientes del automóvil, el calor se agrega a la atmósfera, por lo que el calor es positivo.
El trabajo se realiza en el aire empujando el aire hacia atrás y moviendo nuestro automóvil hacia adelante. Por tanto, el trabajo es positivo.
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