Problema nº 4 de equivalente mecánico del calor, rendimiento del calor entregado - TP06

Enunciado del ejercicio nº 4

Si un kg de carbón produce 9.000 cal, ¿qué cantidad de ese combustible será necesaria para realizar un trabajo de 15 kW·h, suponiendo que el aprovechamiento es del 20 %?

Desarrollo

Datos:

L = 15 kW·h = 15.000 W·h

Disponible = 9.000 cal/kg

Rendimiento = 20 %

Solución

Convertimos el trabajo a joule (J):

1·W·h	⟶	3.600 J
15.000 W·h	⟶	E = 15.000 W·h·3.600 J/1 W·h

E = 225.000 J

Calculamos las calorias necesarias:

1 J	⟶	0,239 cal
225.000 J	⟶	x = 225.000 J·0,239 cal/1 J

E = 53.775 cal

Aplicamos el rendimiento:

20 %	⟶	53.775 cal
100 %	⟶	E = 100 %·53.775 cal/20 %

E = 268.875 cal

Finalmente calculamos la masa de carbón para las calorías requeridas:

9.000 cal	⟶	1 kg
268.875 cal	⟶	m = 268.875 cal·1 kg/(9.000 cal)

Resultado, la cantidad de carbón necesaria es:

m = 29,875 kg

Problema corregido por: Carlos.

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo, cómo calcular el rendimiento del calor entregado