Ejercicio 4 · Tecnología e Ingeniería II PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2025

Ejercicio 4. (2,5 puntos)

Una planta termoeléctrica opera utilizando vapor de agua como fluido de trabajo. La planta extrae calor de la combustión de gas natural en una caldera y convierte parte de esa energía en electricidad mediante una turbina. El rendimiento de la planta es del $30\,\%$, y el calor residual se disipa en un río cercano, cuya temperatura promedio es de $25\,^\circ\text{C}$. Durante cada ciclo de operación, la planta libera $500\text{ MJ}$ de calor al agua del río a través de un condensador. Dado que la eficiencia de una máquina térmica ideal está limitada por el ciclo de Carnot, se asume que la planta opera en condiciones cercanas a este límite.

Teniendo como base esta información, determina:

a)

[1 punto] La temperatura de la caldera (foco caliente) en $^\circ\text{C}$.

b)

[1 punto] La cantidad de calor absorbida por la planta en cada ciclo.

c)

[0,5 puntos] La cantidad de energía útil convertida en electricidad por ciclo.