Un motor Otto de cuatro cilindros, de 85 mm de diámetro y 90 mm de carrera, alcanza su par máximo de 350 Nm a 3000 rpm, consumiendo 19 l/h de un combustible de densidad 0.85 kg/l y poder calorífico 41400 kJ/kg.
- Calcular la cilindrada total y la potencia desarrollada a para máximo. (1punto)
- Determinar el rendimiento del motor cuando trabaja a par máximo. (1 punto)
Explicar brevemente en qué consiste una bomba de calor reversible. (0.5 puntos)
a. Comenzamos por calcular el volumen de un cilindro.
![\[V_u= S \cdot L = \frac{\pi \cdot d^2}{4}\cdot L = \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-568de9f1b454a0f383a89e6121b11e76_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
![\[ \frac{\pi \cdot (8.5cm)^2}{4} \cdot 9cm= 510.7 cm^3 \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-1a490fe7b3b05f71b6e10adb519857ee_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Luego la cilindrada total será la de un cilindro multiplicada por el número de cilindros:
![\[ V_T = 510.7 cm^3 \cdot 4 = 2042.8 cm^3 \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-ded7af74cb71017bcf6469aa1ccb5d04_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Para calcular la potencia a par máximo:
![\[ P = M \cdot \omega = 350 Nm \cdot 3000 rpm \cdot 2\pi \frac{rad}{rev} \cdot \frac{1min}{60s}= 109956W \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-0e507e6f8eb76fdfbd3f905280af2867_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
b. El rendimiento es la relación entre la potencia útil y la potencia calorífica consumida de combustible. La potencia útil la hemos calculado en el apartado anterior.
Calculamos ahora la potencia calorífica.
Tenemos un consumo de 
![\[ 16.15 \frac{kg}{h} \cdot \frac{1h}{3600s}=4.486 \cdot 10^{-3} \frac{kg}{s} \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-334c6ec4ad053916c6453c216da621c0_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Por tanto:
![\[ P_C = 4.486 \cdot 10^{-3} \frac{kg}{s} \cdot 41400 \frac{kJ}{kg} = 185.725 kW \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-620e8528f141e2b511817913e1c11805_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Luego el rendimiento:
![\[ \eta = \frac{P_U}{P_C} \cdot 100 = \frac{109956W}{185725W}\cdot 100 = 59.2% \]](https://technoteacher.es/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-c2922121afecff30fa16b7657c977437_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
c. Una bomba de calor reversible es un sistema de climatización todo en uno que puede proporcionar tanto calefacción en invierno como refrigeración en verano.
Su funcionamiento se basa en el mismo ciclo termodinámico que un frigorífico, pero con la capacidad de invertir la dirección del flujo de refrigerante mediante una válvula de inversión.
- En modo calefacción: Extrae calor del ambiente exterior (incluso si está frío) y lo transfiere al interior del local para calentarlo.
- En modo refrigeración: Invierte el ciclo, extrayendo el calor del interior del local (enfriándolo) y expulsándolo al exterior.
Esencialmente, funciona como un aire acondicionado que puede «funcionar al revés» para generar calor de manera muy eficiente.