Ciclo de Carnot de refrigeración

Un ciclo frigorífico reversible de Carnot se emplea para mantener a -18 °C el congelador de un frigorífico instalado en un local donde la temperatura es 20 °C. Como fluido de trabajo de este ciclo termodinámico se emplean 0.2 moles de un gas ideal de coeficiente adiabático γ = 1.40. Los vólúmenes máximo y mínimo del gas durante el ciclo son 2 litros y 5 litros.
Se pide:

• A) Calcule la presión al comienzo de la expansión isoterma y el volumen al final de la compresión adiabática.
• B) Calcule el trabajo necesario para extraer 1 kJ del foco frío.
• C) Calcule el trabajo que debe aportarse por ciclo para mantener el frigorífico en funcionamiento.
• D) La variación de entropía del gas en la etapa isoterma a baja temperatura.

Dato:

• R = 8,314 kJ/(K⋅kmol)

Ver problema resuelto