3. Máquina frigorífica
Actividad
Máquina frigorífica
En este tipo de sistemas se realiza un trabajo W sobre la máquina. Gracias a ese trabajo se consigue extraer un calor Q2 de un foco frío a una temperatura T2.
La conversión no puede ser completa por lo que además se cede un calor Q1 a un foco caliente a T1 mayor que T2.
La imposibilidad de transformar integramente el trabajo en calor extraido es una consecuencia directa del segundo principio de termodinámica.
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Imagen 6. Recurso propio. |
Al igual que ocurría en el caso del motor, se trata de un proceso cíclico, por lo tanto no hay incremento de energía interna:
Como ya hemos dicho anteriormente, según el 2º principio de la termodinámica, Q1 nunca puede ser cero. Por lo tanto:
Al ser W>0, necesariamente el calor cedido al foco caliente es mayor que el calor extraido del foco frío.
Para determinar el rendimiento de una máquina frigorífica se utiliza el coeficiente de operación frigorífico. Este parámetro se obtiene como cociente entre el calor extraído del foco frío y el trabajo consumido para conseguirlo.
Sustituyendo:
La eficiencia térmica en una máquina frigorífica es un concepto equiparable al del rendimiento en un motor térmico, pero con la salvedad de que la eficiencia puede ser mayor que uno y el rendimiento nunca puede ser mayor que uno.
Caso de estudio
Determina: a) Trabajo realizado durante cada ciclo. b) Calor cedido a la fuente caliente.
Un frigorífico absorbe 100 J del foco frío durante cada ciclo, cediendo 130 J al foco caliente.
Determinar:
a) La potencia que debe tener el compresor si se realizan 60 ciclos por segundo durante el proceso de refrigeración.
b) COP del frigorífico.