Fundamentos de Termodinámica Aplicada y Ciclo de Refrigeración: Conceptos Clave

Cuestionario Técnico de Termodinámica y Ciclos de Refrigeración

A continuación, se presentan 18 afirmaciones y preguntas sobre los principios fundamentales de la refrigeración y la termodinámica, con sus respectivas respuestas.

I. Conceptos Fundamentales y Diagramas

1. ¿Las líneas que tienen la misma temperatura en el diagrama de Mollier (o diagrama P-H) se denominan isotermas?

   Respuesta: B) Falso (Nota: Las líneas de igual temperatura son isotermas, pero la pregunta original es ambigua en su formulación).

2. ¿Es posible licuar un gas si ejercemos la suficiente presión?

   Respuesta: B) Falso (Solo si está por debajo de su temperatura crítica).

3. ¿Un gas solo puede ser licuado por debajo de su temperatura crítica?

   Respuesta: A) Verdadero

4. Si la presión manométrica de baja nos indica una presión de 4 bares, en el diagrama de Mollier deberemos marcar una presión de:

   Respuesta: A) 5 bares. (Presión absoluta = Presión manométrica + Presión atmosférica, asumiendo 1 bar atmosférico).

5. ¿La curva del diagrama de Andrews es la misma para todos los compuestos?

   Respuesta: B) Falso. (Cada compuesto tiene su propia curva crítica).

II. Componentes y Secuencia del Ciclo Frigorífico

6. ¿La máquina frigorífica se compone solamente de tres componentes básicos: compresor, condensador y evaporador?

   Respuesta: B) Falso (Falta el dispositivo de expansión).

7. El orden en el que intervienen los componentes en una máquina frigorífica es:

   Respuesta: C) Compresor, Condensador, Expansión, Evaporador.

8. ¿Al compresor llega un gas a alta presión?

   Respuesta: B) Falso (Llega a baja presión y baja temperatura).

9. El proceso que aumenta la presión y la temperatura del refrigerante, aportándole energía (trabajo), tiene lugar en el:

   Respuesta: B) Compresor.

III. Procesos Termodinámicos Específicos

10. ¿El proceso de compresión sigue una línea isoentrópica?

    Respuesta: A) Verdadero (Idealmente, es isoentrópico).

11. El subenfriamiento es un proceso que se produce:

    Respuesta: A) A la salida del condensador.

12. El sobrecalentamiento es un proceso que se produce:

    Respuesta: C) A la salida del evaporador.

13. ¿La expansión se produce siguiendo una línea adiabática o isoentálpica?

    Respuesta: A) Verdadero (Idealmente, es isoentálpica, $h=\text{constante}$).

14. Si el recalentamiento se produce dentro del evaporador, ¿el refrigerante se evapora antes de alcanzar el final del evaporador y continuará absorbiendo calor, aumentando así su temperatura?

    Respuesta: A) Verdadero (Esto se conoce como sobrecalentamiento útil).

15. ¿Una de las ventajas del recalentamiento es que produce un aumento del trabajo de compresión?

    Respuesta: B) Falso (El aumento del trabajo de compresión es generalmente una desventaja en términos de eficiencia).

IV. Instrumentación y Definiciones Amplias

16. ¿La refrigeración es el proceso de tratamiento de aire para controlar simultáneamente la humedad, limpieza, distribución, así como la temperatura para cumplir los requisitos de un espacio climatizado?

    Respuesta: B) Falso. (Esta es la definición de Aire Acondicionado).

17. ¿El manifold electrónico es un instrumento empleado para medir directamente el valor del subenfriamiento?

    Respuesta: A) Verdadero (Los modelos avanzados pueden calcularlo directamente usando sensores de presión y temperatura).

V. Cálculo de Entalpía y Trabajo

18. La entalpía a la salida del condensador es $h_2 = 220 \text{ KJ/KG}$, a la entrada del compresor $h_1 = 400 \text{ KJ/KG}$, y a la salida del compresor $h_3 = 450 \text{ KJ/KG}$. Calcule el trabajo específico de compresión ($W_c$).

    Nota: El trabajo de compresión se calcula como la diferencia de entalpía entre la salida y la entrada del compresor ($W_c = h_3 - h_1$).

    Cálculo: $450 \text{ KJ/KG} - 400 \text{ KJ/KG} = 50 \text{ KJ/KG}$.

    Respuesta: A) 50 KJ/KG.