RENDIMIENTO O EFICIENCIA DE UNA MÁQUINA TÉRMICA.
Summary
TLDREl video presenta un problema de termodinámica que es relevante para estudiantes de bachillerato y que ha sido planteado por alumnos de diferentes colegios. La eficiencia de una máquina técnica, que es de 25%, se utiliza para determinar la temperatura de la fuente fría, a partir de la temperatura conocida de la fuente caliente, que es de 390 grados Celsius. El video utiliza el segundo principio de la termodinámica para explicar que no existe una máquina con una eficiencia del 100% y cómo la eficiencia se relaciona con el trabajo neto y el calor entrante y saliente. Finalmente, el video guía a los espectadores a través de los pasos para calcular la temperatura de la fuente fría, utilizando la eficiencia y las temperaturas en grados Celsius y Kelvin. El resultado es una temperatura de 224,25 grados Celsius para la fuente fría. El video concluye con una invitación a suscriptores para que dejen sus dudas y un agradecimiento a quienes han adquirido el libro del creador, destacando la dedicación y el esfuerzo invertido en la resolución de problemas de física.
Takeaways
- 🔍 El problema presentado es de termodinámica y está dirigido a estudiantes de bachillerato que lo han encontrado en diferentes escenarios educativos.
- 📌 La eficiencia de una máquina, según el segundo principio de la termodinámica, no puede ser del 100%, es decir, no se puede convertir todo el calor en trabajo sin tener pérdidas.
- ⚙️ La eficiencia de una máquina se refleja en el trabajo neto realizado con respecto al calor suministrado, y se puede expresar como la diferencia entre el calor de entrada y el calor de salida.
- 📊 La eficiencia (η) de una máquina térmica se relaciona con las temperaturas de entrada (T1) y salida (T2) mediante la fórmula: η = 1 - (T2 / T1).
- ♨️ Para resolver el problema, se requiere convertir las temperaturas de Celsius a Kelvin, sumando 273 a cada una.
- 🔢 El problema proporciona la temperatura de la fuente caliente (390°C) y la eficiencia de la máquina (25% o 0.25).
- 🔴 Se utiliza la fórmula de eficiencia para calcular la temperatura de la fuente fría (T2) a partir de la temperatura de la fuente caliente (T1).
- 🧮 Se realiza el cálculo de T2 como 390°C más 273 para convertirla a Kelvin y luego multiplicar por el factor de eficiencia.
- 📐 La temperatura de la fuente fría en Kelvin se obtiene al multiplicar 600,63 (K) por 1.25 (1 - eficiencia).
- 🌡️ La temperatura final de la fuente fría en Celsius se determina restando 273 a la temperatura calculada en Kelvin, lo que resulta en 224.25°C.
- 📚 El autor del video ofrece ayuda y recursos adicionales a través de su canal de YouTube y su libro, enfocándose en la resolución de problemas de física.
- 🤝 El autor expresa su gratitud hacia aquellos que han adquirido su libro y se muestra dispuesto a brindar asistencia en la comprensión y resolución de problemas relacionados con el contenido.
Q & A
¿Qué problema de termodinámica se presenta en el script?
-El problema es determinar la temperatura en grados Celsius de la fuente fría en una máquina técnica que trabaja con una eficiencia del 25%, teniendo en cuenta que la temperatura de la fuente caliente es de 390 grados Celsius.
¿Qué principio de la termodinámica se menciona en el script y cuál es su importancia en el problema?
-Se menciona el segundo principio de la termodinámica, que establece que no existe una máquina perfecta que pueda convertir todo el calor suministrado en trabajo sin ceder nada a sus alrededores, es decir, no hay máquinas con una eficiencia del 100%.
¿Cómo se relaciona la eficiencia de una máquina con el trabajo neto realizado y el calor que se le suministra?
-La eficiencia de una máquina se relaciona con el trabajo neto realizado a través de la fórmula: Trabajo neto = Calor de entrada - Calor de salida.
¿Cómo se puede expresar la eficiencia de una máquina térmica en función de las temperaturas de entrada y salida?
-La eficiencia de una máquina térmica se puede expresar como: eficiencia = 1 - (temperatura de la fuente fría / temperatura de la fuente caliente).
¿Por qué es necesario convertir las temperaturas de Celsius a Kelvin para resolver el problema?
-Es necesario convertir las temperaturas a Kelvin porque las fórmulas de eficiencia y otras relaciones termodinámicas se basan en la temperatura absoluta, la cual se mide en Kelvin.
¿Cómo se calcula la temperatura de la fuente fría en grados Celsius a partir de la eficiencia y la temperatura de la fuente caliente?
-Se utiliza la fórmula de eficiencia en términos de temperaturas y se resuelve el problema algebraicamente, tomando en cuenta la eficiencia del 25% y la temperatura de la fuente caliente de 390 grados Celsius, para encontrar la temperatura de la fuente fría en Kelvin y luego convertirla a Celsius restando 273.
¿Cuál es la temperatura final de la fuente fría en grados Celsius después de aplicar los cálculos?
-La temperatura final de la fuente fría es de 224.25 grados Celsius.
¿Qué canal de YouTube se menciona en el script?
-Se menciona el canal de YouTube llamado 'Una física simplificada'.
¿Cómo se puede contactar al presentador del script si alguien tiene dudas adicionales?
-Si alguien tiene dudas adicionales, se les invita a dejar sus preguntas en la descripción del problema en el canal de YouTube.
¿Qué tipo de libro se menciona en el script y qué temas abarca?
-Se menciona un libro sobre física que abarca desde el sistema físico de unidades hasta la termodinámica, con un total de 23 temas.
¿Cómo se puede obtener más ayuda o soporte del presentador si se necesita?
-Se puede obtener más ayuda o soporte del presentador suscribiendo al canal de YouTube y enviando preguntas a través de los comentarios.
¿Qué invitación se hace al final del script?
-Al final del script, el presentador invita a los espectadores a suscribirse al canal de YouTube y les asegura que siempre pueden contar con su ayuda y apoyo para resolver problemas relacionados con el libro.
Outlines
🔍 Introducción al problema de termodinámica
El primer párrafo presenta un problema de termodinámica destinado a estudiantes de nivel bachillerato. Se destaca que, aunque pueda parecer sencillo, es solicitado por muchos estudiantes. El problema trata de determinar la temperatura de una fuente fría en una máquina técnica con una eficiencia del 25%, cuando se conoce la temperatura de la fuente caliente en 390 grados Celsius. Se menciona el segundo principio de la termodinámica, que establece la imposibilidad de una máquina con eficiencia del 100%, y se introduce la fórmula para calcular la eficiencia de una máquina en función del calor de entrada y salida. Además, se proporciona una ecuación que relaciona la eficiencia con las temperaturas de entrada y salida.
🧮 Solución del problema de termodinámica
El segundo párrafo continúa la explicación del problema, proporcionando un paso a paso para llegar a la solución. Se utiliza la ecuación de eficiencia para encontrar la temperatura de la fuente fría, teniendo en cuenta la eficiencia del 25% y la temperatura de la fuente caliente en 390 grados Celsius. Se convierte la temperatura a Kelvin sumando 273 y se resuelve la ecuación para encontrar la temperatura de la fuente fría en grados Celsius. Finalmente, se ofrece el resultado de la temperatura de la fuente fría como 224.25 grados Celsius. El párrafo concluye con una invitación a los espectadores a suscribirse al canal de YouTube 'Una física simplificada' y agradece a los compradores del libro, ofreciendo su ayuda para resolver problemas relacionados con el contenido del libro.
Mindmap
Keywords
💡Termodinámica
💡Eficiencia
💡Segundo principio de la termodinámica
💡Trabajo neto
💡Calor de entrada y salida
💡Temperatura
💡Grados Celsius
💡Máquina técnica
💡Conversión de energía
💡Ecuaciones termodinámicas
💡Kelvin
Highlights
El problema de termodinámica presentado es básico para el nivel bachillerato.
La eficiencia de una máquina técnica es del 25%.
La temperatura de la fuente caliente es de 390 grados Celsius.
El segundo principio de la termodinámica establece que no existe una máquina con eficiencia del 100%.
La eficiencia de una máquina se relaciona con el trabajo neto realizado y el calor que se le suministra.
El trabajo negro es igual al calor de entrada menos el calor de salida.
La eficiencia de una máquina térmica se calcula como 1 - (T2 / T1).
Se debe convertir la temperatura de la fuente caliente de Celsius a Kelvin para la ecuación.
La temperatura de la fuente fría se determina a partir de la ecuación T2 = T1 * (1 - eficiencia).
La temperatura en Kelvin de la fuente fría se calcula como 663 K.
Al convertir la temperatura de la fuente fría a Celsius, el resultado es de 224.25 grados Celsius.
El problema se resuelve utilizando la relación entre la eficiencia y las temperaturas de las fuentes calientes y frías.
El canal de YouTube es 'Una Física Simplificada'.
El autor agradece a los estudiantes y quienes han comprado su libro.
El libro abarca 23 temas, desde el sistema físico de unidades hasta la termodinámica.
El autor se muestra dispuesto a ayudar en la resolución de problemas relacionados con el libro.
El autor ha tomado la mayor parte de los mejores libros para resolver los problemas propuestos en exámenes y olimpiadas.
El libro es descrito como una 'joyita muy valiosa' para los estudiantes.
Transcripts
me llama cone
aquí les traigo otro bonito problema de
termodinámica que precisamente está
dedicado a los estudiantes de
regularización que tengo que me han
venido a ver de otros colegios y que se
los han planteado en sus colegios y
aunque parezca muy sencillo para muchos
quizás no sea pero para muchos no
precisamente por eso lo bien y lo
solicitan a uno en qué consiste este
problema este problema es un problema de
termodinámica que es muy básico para el
nivel bachillerato y dice así determinar
la temperatura en grados celsius
de la fuente fría
en una máquina
técnica que trabaja con una eficiencia
del 25 por ciento y su temperatura en la
fuente caliente
es de 390 grados celsius
cómo se resuelve este problema
para poder resolver un problema de esta
naturaleza deben de saber que el segundo
principio de la termodinámica
dice muy claramente lo siguiente
que no existe una máquina perfecta
en el cual todo el calor que se le
suministre lo puede convertir
íntegramente en trabajo sin tener que
ceder nada a sus alrededores eso no es
posible no existe en realidad una
máquina con una eficiencia del 100%
entonces cómo está eso
primero
la solución a un problema de esta
naturaleza se resuelve así la eficiencia
de una máquina muestra otra cosa más que
el trabajo neto realizado por la máquina
con respecto al calor que se le
suministra
así de fácil pero
y declaró que el trabajo
negro es igual al calor de entrada menos
el calor de salida
muy bien
y es parte la puedo sustituir aquí de
modo que la eficiencia de una máquina
puede ser 1
- u2 entre q venta
1 y ahora puedo dividir
cada uno de esos términos entre uno y
voy a tener que 1 entre 1 menos
q 2 entre 1 de tal manera que la
eficiencia de una máquina q1 entre
cursos pues es igual a la unidad menos
q2 entre google
vean con esta expresión podemos calcular
la eficiencia técnica de una máquina
pero es la eficiencia está en función
del calor de salida entre el calor que
se le suministra a la máquina si ustedes
analizan el problema se van a dar cuenta
que yo no tengo estas cosas que están
aquí ni el calor de salida ni el calor
de entrada sino que está en términos de
las temperaturas tanto de entrada o de
salida y esto también se puede escribir
de la siguiente manera la eficiencia de
una máquina térmica es uno menos
temperatura 2 / temperatura 1
esta es la en función de las
temperaturas pero si las temperaturas
que están en grados celsius hay que
convertirlas a grado que no se manejan
en llevados ellos
muy bien
que me están preguntando qué determina
la temperatura en grados celsius de la
fuente de sonido y cuál es la fuente
fría pues de dos muy bien entonces
fíjense cómo le vamos a hacer
el 2 entre tiempos lo voy a pasar el
primer miembro
y esto tendrá que ser igual a 1 menos
rendimiento o la eficiencia de la
máquina y este t 1 que corresponde al
frente caliente los pasos multiplicando
y entonces lo que voy a tener es que
de 2
es igual a t 1 que multiplica a 1 - la
eficiencia de la máquina
de esta manera de dos es igual a la
temperatura 1 pero cuál es la
temperatura 1 o sea es la temperatura de
la
de la gente caliente
s 390 el 2 va a ser 390 y vamos a
sumarle 273 para convertirla aclaró que
el y esto va a multiplicar a 1 menos
el rendimiento o la eficiencia de esta
máquina que es del 25 por ciento o sea
de 0 punto
20 5
muy bien ahora la temperatura 2 es igual
si sumo 390 más 273
390 más 273 me daría 600
63
y esto se tiene que multiplicar por 1.25
pues es 0 punto
75 de esta manera la temperatura
de la fuente
fría
cuál sería con 663 por 0.75 y esto me da
497
punto 25 grados
pero el problema me lo está solicitando
en grados celsius muy bien pues
simplemente esta temperatura en grados
celsius a esta cantidad le tengo que
restar los 273 si le restamos 273 el
resultado tendría que ser 224 punto 25
grados
celsius y con esto tienen prácticamente
resuelto su problema
cualquier duda déjenla en la descripción
del problema y yo los invito a que se
suscriban a mi canal de youtube llamado
una física simplificada y quiero
agradecer de antemano a todos aquellos
que han comprado mi libro y que de
alguna manera me veo en la
responsabilidad prácticamente de
tenerles que ayudar en lo que les haga
falta estoy prácticamente para ayudarles
en la solución de todos los problemas
que involucra el libro y que abarca
desde el sistema físico de unidades
hasta ido dinámica son 23 temas y la
verdad vuelvo y reitero estoy muy
agradecido con todos aquellos porque la
verdad pues es un libro que me ha
gustado muchísimo trabajo resolver
y que he tomado de la mayor parte de los
mejores libros que hay en el mundo
entero
sobre los problemas que se proponen
tanto en exámenes como en olimpiadas y a
todos me propuse a la resolución y lo
logré y esto es precisamente lo que
ustedes están llevando y es lo que
tienen ahora en sus manos una joyita muy
valiosa esperando que le den la mayor
utilidad y les repito estoy para
ayudarles en lo que se necesite pueden
contar siempre con mi ayuda y con todo
mi apoyo nos vemos en el siguiente
ejercicio chao
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