Foros de SóloIngeniería

- 09 Ene 2014, 17:42 #333097

Hola, hoy he tenido el final de Física I y tenía dudas acerca de un ejercicio ya que varios compañeros y yo hemos estado debatiendo sobre cuál era la forma adecuada de resolverlo:

Poseemos un aparato eléctrico que realiza cierta cantidad de potencia a un cilindro aislado lleno de cierta cantidad de agua, hasta que se evapora bla bla, obviemos detalles del ejercicio ya que eso no me interesa. Mi pregunta era: ¿El trabajo realizado por el aparato eléctrico (que obviamente depende del tiempo) puede igualarse directamente a la cantidad de calor que recibe el agua, o debe aplicarse el coeficiente de operación de una bomba de calor?
Por cierto, se supone que el sistema era un sistema ideal (no sé si eso cambia algo).
Gracias!

Última edición por Raikmond el 25 Abr 2014, 11:08, editado 1 vez en total

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- 09 Ene 2014, 19:55 #333116

Pues dado que hay duda, supongo que en el enunciado no hablaría de bombas de calor, y dado que es Física de primero, estoy seguro de ello. Piensa que los cálculos que puedes haber hecho de bombas de calor han sido a temperatura constante en ambos focos, y que en tu caso te cambia la temperatura de un foco.

Ahora te falta sólo un dato, el proceso es a volumen constante (recipiente rígido) o a presión constante. Si el dato no está, deberíais haber hecho el cálculo a presión constante, y para dejar el ejercicio de 10, haber comentado lo que pasaría a volumen constante (además de que aún no os han enseñado a calcularlo, y no podríais dar números).

A presión constante es un problema de bachillerato (o de 4º de ESO). Para evaporar esa cantidad de agua necesitas 1º calentarla a 100ºC y luego aportarle el calor de evaporación. Obtienes una energía, divides entre la potencia y ya está.

A volumen constante, hay que suponer que en el recipiente sólo hay agua al principio, calcular el calor necesario para ponerla a temperatura de ebullición, obviar la dilatación (por simplificar el cálculo), e irte a las tablas de termodinámica de agua-vapor, ver la diferencia de entalpía entre ambos estados (100% líquido saturado vs 100% vapor saturado).

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Cacahué

- 09 Ene 2014, 22:07 #333123

Sí, era a presión constante. El ejercicio era más largo, esa era la parte un poco problemática. Ya he visto el error, muchas gracias.

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- 09 Ene 2014, 22:15 #333124

A parte del tema, lo peor que puedes hacer después de acabar un examen es pensar en él.

La pregunta es interesante. Pero cuando me hablan de aparatos eléctricos y calor yo siempre pienso en P=I^2*R y me imagino el tubo con una resistencia dentro emitiendo julios a lo bestia. Para mí, lo más lógico sería pensar que toda la energía que emite se la queda el agua. Y además me dicen que es ideal, pues imaginemos que la resistencia es un hilo infinitamente fino. Entonces la variación de energía interna del agua=Energía eléctrica recibida. Pero ya te digo que no soy un experto en termodinámica.
Alguien con más luces podrá ayudarte si no te convence lo que digo.

Un saludo.

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- 09 Ene 2014, 23:17 #333128

Lo que pasa es que habíamos hecho 500 ejercicios de máquinas térmicas de todo tipo, con todo tipo de condiciones, incluso actuando sobre más de dos focos, y lo que menos me esperaba era que en el final cayera algo que fuera simplemente W = Q y ya está, por eso hice todo lo de la bomba de calor. Siempre me pasa lo mismo, me imagino que de todas las opciones que barajo siempre es la más difícil, y al final resulta ser la más fácil. Pero bueno, lo hecho, hecho está, solo quería tenerlo claro para la próxima vez (que esperemos que no haya jeje) no cometer el mismo error. Un saludo

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