Tema 3 unidad 3 B089

Dirección de los procesos termodinámicos

¿Es posible que el calor fluya de un cuerpo frío a uno caliente?

Dirección de los procesos termodinámicos

Máquinas térmicas

• ¿Qué es?
  ​Es un dispositivo que transforma calor parcialmente en trabajo o energía mecánica.

• Sustancia de trabajo: Material en el interior de la máquina térmica.

• Proceso cíclico

Máquinas térmicas

Diagrama de flujo y eficiencia

• ​Un diagrama de flujo representa las transformaciones de energía en una máquina térmica.

• La eficiencia térmica se define como la fracción de calor que ingresa que se transforma en trabajo.

Máquinas térmicas

Un motor de combustión lenta es una máquina térmica, cuya sustancia de trabajo es el aire.

Máquinas térmicas

Ciclo de Otto

La eficiencia del ciclo de otto es dada por el valor del cociente de capacidades caloríficas del gas.

​Si r=8, y se considera el aire como gas ideal diatómico, la eficiencia es e=0,56 o 56%

Máquinas térmicas

Ciclo Diesel

Máquinas térmicas

Refrigerador

​Coeficiente de rendimiento

​Mejor refrigerador, extrae mas cantidad de calor con menor trabajo.

Segunda ley de la Termodinámica

Planteamientos cualitativos de la segunda ley de la termodinámica

Segunda ley de la Termodinámica

Planteamientos cualitativos de la segunda ley de la termodinámica

Máquina térmica ideal

Ciclo de Carnot

Máquina térmica ideal

Eficiencia del ciclo de Carnot

Máquina térmica ideal

Rendimiento refrigerador de Carnot

Ejemplo

​El ciclo Stirling teórico está compuesto por 4 procesos reversibles: compresión isotérmica, calentamiento isocórico, expansión isotérmica y enfriamiento  isocórico. Se utiliza un gas ideal como sustancia de trabajo, con γ = 1,4 y R=8,31 [J/mol K]

a)Haga un diagrama PV de este ciclo.

b)Calcule: P, V, T, W, Q y ΔU en cada proceso.

c)Indique en qué procesos se absorbe o cede calor.

d)Calcule el rendimiento del ciclo.