Las Redes de Sensores Inalámbricos (WSN) han experimentado una importante revitalización, especialmente con la llegada de aplicaciones del Internet de las Cosas. En un sentido general, una WSN puede estar compuesta por diferentes clases de nodos, con diferentes características o requisitos (heterogeneidad). El duty-cycling es una técnica popular utilizada en WSN, que permite a los nodos dormir y despertar periódicamente para ahorrar energía. Creemos que el modelado y la evaluación del rendimiento de WSN heterogéneas con prioridades que operan en duty-cycling, siendo de capital importancia para su diseño correcto y despliegue exitoso, no han sido suficientemente explorados. El presente trabajo presenta un estudio de evaluación del rendimiento de una WSN con estas características. Para un escenario con dos clases de nodos componiendo la red, cada uno con una prioridad de acceso al canal diferente, se desarrolla un modelo analítico aproximado con un par de cadenas de Markov discretas bidimensionales. Cabe destacar que el mismo enfoque de modelado puede ser utilizado para analizar redes con un mayor número de clases. Se obtienen parámetros de rendimiento como el retraso promedio de paquetes, el rendimiento y el consumo de energía promedio. Los resultados analíticos son validados por simulación, mostrando resultados precisos. Además, se propone un nuevo procedimiento para determinar el consumo de energía de los nodos que mejora significativamente la precisión de propuestas anteriores. Proporcionamos evidencia cuantitativa que muestra que la mejora de precisión en el consumo de energía puede ser de hasta dos órdenes de magnitud.