Page 439 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

420 Capítulo 20 Termodinámica

calor latente de vaporización. Esta fase es el “pago" por la operación completa, y todos los
componentes sólo contribuyen a la transferencia real del calor al evaporador. Por último,
el vapor refrigerante deja el evaporador y es succionado hacia el compresor para empezar
otro ciclo.

Ejemplo 20.5 ¡f' Un refrigerador ideal funciona entre los 500 y los 400 K. En cada ciclo extrae 800 J de
un depósito frío. ¿Cuánto trabajo se lleva a cabo en cada ciclo y cuánto calor se libera al
medio?

Plan: Primero calcularemos el coeficiente de rendimiento K a partir de la temperatura
proporcionada. Como K es la razón de calor extraído <2frí0 (800 J) a calor de entrada, des­
pués determinaremos el trabajo hecho en cada ciclo. El calor de salida puede entonces
hallarse porque el trabajo es igual a la diferencia (Qfrío ~ Qcaím)-
Solución: Al sustituir las temperaturas absolutas en la ecuación 20.12 se obtiene
Tírío 400 K
K = --------—-----= ---------------------- ; K = 4.00
r calor - TMo 500 K - 400 K ’
Entonces el trabajo en un ciclo se determina, como sigue:

Tr Qfrío ,, - Qfrío
K = —— o =
Went ' " ent K
800 J
Went = — = 200 J
4
Ahora, puesto que W = O , — Qc.. es posible hallar O , del modo siguiente:
calor °
calor
-^frio5
r
7 r
1
ent
Q , = w + Q.. = 200 J + 800 J
^ calor ent ■s-'ino
Q , = 100 J
calor
Cabe advertir que en este ejemplo hemos usado el coeficiente de rendimiento máximo
posible. En un refrigerador real, un valor de K más pequeño resulta en la necesidad de más
de 200 J de trabajo por ciclo.