Aparato De Carnot





1. Objetivo
1.1 Objetivo General
Determinar la eficiencia de Carnot
1.2 Objetivos Específicos
Determinar la eficiencia real
Copara la eficiencia real y la eficiencia de Carnot.
Utilizar de forma adecuada los materiales


2. Fundamento Teórico
En el periodo de la revolución industrial, nace en el mundo un fuerte interés por la ciencia y las nuevas tecnologías; se desea conocer y entenderel mundo, pero no solo por una cuestión de curiosidad, más bien para satisfacer las necesidades de los mismos humanos. El surgimiento de las máquinas revoluciona el mundo, las personas comienzan a ver en ellas mayor eficiencia, productividad y comodidad, por lo que cada vez desean más y más poder construir nuevas y mejores máquinas.


Bajo este contexto aparece en 1824 el francés Sadi Carnot, uningeniero conocido en el mundo por su aporte al principio de “la segunda ley de la termodinámica” y por diseñar la máquina térmica actualmente más eficiente, caracterizada por trabajar en base al ciclo termodinámico reversible que lleva su nombre.


En el experimento que presentaremos a continuación, queremos demostrar los principios postulados por Carnot, mediante la realización de una máquinacasera que trabaja en base a los mismos. Aprenderemos en que consiste este ciclo, como permite el funcionamiento de la máquina y que es aquello que la hace tan eficiente.

● La segunda ley de la termodinámica y el principio de Carnot:

La segunda ley de la termodinámica es una de las más importantes dentro de la física y nos habla sobre la irreversibilidad de los procesos y la entropía. Explica que,a pesar de que la energía no desaparece ni se destruye, si es posible transformarla, además de establecer el sentido en que se dirige esta transformación.

Este proceso ocurre únicamente entre dos estados de equilibrio distintos, lo que sugiere una limitación para el proceso; según este principio, cuando se tiene un sistema que va del estado de equilibrio A al B, la cantidad de entropía delsegundo será la máxima posible (B), por lo tanto, mayor que la primera (A). El trabajo será realizado en el transito de A a B y no cuando se encuentre en uno de ellos, sin embargo, si este sistema es cerrado, la energía y cantidad de materia no ha podido

cambiar; sí la entropía debe maximizarse en el transito de un estado de equilibrio a otro de manera cíclica, el proceso se verá cada vez másdificultoso, pues el desorden equivalente debe aumentar exponencialmente.

Los principios establecidos por Carnot fueron 2:

1-. La eficiencia de una máquina térmica irreversible es siempre menor que una reversible operando entre los mismos dos reservorios.

2-. La eficiencia de todas las máquinas térmicas reversibles esta operando siempre entre los dos mismos reservorios de la máquina.

rco Teórico
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●El ciclo de Carnot:

El ciclo de Carnot, es un ciclo termodinámico ideal reversible, entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo.

El ciclo se produce entre dos focos, uno a una alta temperatura (Qh) y otro frío (Qc). Para que la eficiencia sea máxima, la máquina debe tomar calor del foco caliente y verter el calor de desecho en el foco frío. Para que este ciclo seaoptimo, el calor debe ser tomado a una temperatura máxima (Th) y el desecho, dejado en una temperatura mínima (Tc), para esto deben ocurrir dos procesos que se repiten en dirección contraria:

1-. Expansión isotérmica: En esta etapa el gas se encuentra en un primer momento a una temperatura Tc, ocupando un volumen mínimo y a una presión alta. Este gas es dirigido a un cilindro donde se expande productode la alta presión, lo que tiende a disminuir su temperatura, pero se pone en contacto con la fuente de calor para mantenerla así constante. Como la energía interna no varia, toda la energía absorbida del foco caliente es completamente transformada en trabajo.

2-. Expansión adiabática: En esta etapa el ciclo se mantiene aislado de cualquier fuente de calor, permitiendo que el gas se enfríe...