Ejemplo de eficiencia térmica


Un motor de gasolina de un camión toma \( 10000 j \) de calor y produce \( 2000 j \) de trabajo mecánico por ciclo. El calor se obtiene quemando gasolina, cuyo calor de combustión es \( 5 \times 10^4 j/g \). a) Calcule la eficiencia térmica del motor. b) ¿Cuánto calor se desecha en cada ciclo? c) ¿Cuánta gasolina se quema en cada ciclo? 

Datos explícitos del ejercicio: 

\( Q_H =10000 j \)

\( W = 2000 j \)

\( 5 \times 10^4 j/g \)

a) Eficiencia térmica del motor

\( e = \frac{W}{Q_H} \)

\( e = \frac{2000 \ j}{10000 \ j} \)

\( e = 0.2 \)

\( e=20\% \)

La eficiencia térmica es de \( 20\% \) 

b) Calor desechado en un ciclo

\( W = Q_H -Q_L \)

\( Q_L = Q_H - W \)

\( Q_L = 10000 \ j - 2000 \ j \)

\( Q_L=8000 \ j \)

El calor desechado es \( 8000 \ j \).

c) Gasolina quemada en un ciclo.

\( Q_H=mL_c \)

\( \frac{Q_H}{L_c} = m \)

\( \frac{10000 \ j}{5 \times 10^4 \ j/g} = m \)

\( 0.2 \ g = m \) 

La cantidad de masa consumida por cada ciclo es \( 0.2 \ g
\)