Transferencias de energía U.1 La energía A.30 Rendimiento y conservación de la energía
El aumento de energía interna del agua en cada minuto es: Calcula la potencia eficaz de un calentador de butano capaz de calentar 6 L de agua por minuto, suponiendo que el agua entra al calentador a 15 ºC y sale a 47 ºC. El aumento de energía interna del agua en cada minuto es: DE = 6000 g/min · 1 cal/gºC · (47 – 15) ºC = 192 000 cal = 802 560 J/min Esa es la energía aprovechada en este proceso cada minuto. La energía gastada habrá sido mayor. La potencia eficaz del calentador será: P = 802560/60 = 13376 W.
¿Qué cantidad mínima de propano gastará el calentador en 5 minutos? La cantidad de propano gastado se puede calcular a partir de la energía necesaria para calentar el agua y el poder calorífico del combustible utilizado. DE = 802 560 J/min · 5 min = 4 012 800 J El poder calorífico del combustible es de 46 000 J/g. Por lo tanto la cantidad mínima de combustible es: m = 4 012 800 J/ 46 000 J/g = 87,2 g. Decimos cantidad mínima porque en un proceso real debe de gastarse más propano, pues además del agua se calienta la instalación y el ambiente.
Calcula el rendimiento del calentador si se gastaron 130 g de propano. El rendimiento se puede calcular como el cociente entre la energía aprovechada y la energía utilizada. Puesto que en realidad se gastaron 130 g de propano, la energía utilizada ha sido: DEutilizada = 130 g · 46 000 J/g = 5 980 000 J El rendimiento, expresado en %, ha sido:
¿Se habrá conservado la energía? ¿Desaparece la energía desaprovechada? La energía se conserva siempre. La energía aportada en la combustión del propano se emplea en aumentar la energía interna del agua y en aumentar la energía interna del ambiente. La energía desaprovechada no desaparece. Se encuentra en el ambiente aunque habrá perdido su utilidad para las personas.