PAU Andalucía Reserva A Junio’24 – Ejercicio 3

Una máquina frigorífica que trabaja según el ciclo de Carnot tiene una eficiencia de 5 y debe mantener una temperatura interior de -15ºC.

Calcular la temperatura media de local donde está situada la máquina. (1 punto)
Si la máquina consumo 3 kWh, determinar el calor extraído del foco frío en kJ. (1punto)

Explicar la función de las lumbreras de admisión, escape y transferencia en un motor de explosión de dos tiempos (0.5 puntos).

a. Dado que la máquina funciona según un ciclo de Carnot, tenemos que:

$\epsilon_c = \frac{T_2}{T_1-T_2}$

$T_1 = \frac{T_2 \cdot (1+\epsilon_c)}{\epsilon_c} =$

$= \frac{258K \cdot (1+5)}{5}= 309.6K$

b. Dado que el calor también está relacionado con la eficiencia, tenemos que:

$\epsilon = \frac{Q_2}{W} \Rightarrow Q_2 = \espsilon \cdot W$

$Q_2 = 5 \cdot 3 kWh \cdot \frac{3600 kJ}{º kWh} = 54000kJ$

c. En un motor de explosión de dos tiempos, las lumbreras son orificios en la pared del cilindro que son cubiertos y descubiertos por el propio pistón en su movimiento. Su función es controlar el flujo de gases sin necesidad de un sistema de válvulas.

Lumbrera de admisión: Comunica el carburador con el cárter. Cuando el pistón sube, crea un vacío en el cárter que succiona la mezcla de aire y combustible a través de esta lumbrera.

Lumbrera de transferencia: Conecta el cárter con la parte superior del cilindro. Cuando el pistón baja, comprime la mezcla en el cárter y, al descubrir esta lumbrera, permite que la mezcla fresca suba hacia la cámara de combustión.

Lumbrera de escape: Es la salida de los gases quemados. El pistón la descubre en su carrera descendente justo antes de abrir la lumbrera de transferencia, permitiendo que la presión de los gases de escape los expulse fuera del cilindro. La entrada de la mezcla fresca desde la lumbrera de transferencia ayuda a «barrer» y expulsar los gases quemados restantes.

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