Bachiller

UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
FACULTAD DE INGENIERIAS
SEDE QUITO – CAMPUS KENNEDY
CARRERA DE INGENIERIA MECANICA






CICLO CARNOT










Alexander Hernández
Paul Llumipanta
Quito, 17-06-2013
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Reforzar los conocimientos adquiridos en clase mediante la realización y visualización de la práctica virtual a cerca del Ciclo Carnot, paraseguir enriqueciendo nuestros conocimientos en la extensa materia de termodinámica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
Comprobar la teoría expuesta en clase, mediante la realización de la práctica en el laboratorio virtual, para fundamentar los conceptos teóricos mediante la realización de la práctica.
Analizar los resultados del programa, mediante la aplicación de las formulas aprendidas en clase, paraasí verificar que los datos obtenidos en la práctica son los correctos, y además fundamentar la teoría con la práctica.
Comprender el ciclo Carnot, mediante la realización de la práctica, para tener un concepto muy bien fundamentado, y además saber el comportamiento de cada uno de los procesos.











MARCO TEORICO
El teorema de Carnot establece que el rendimiento de una máquinatérmica es siempre menor o igual que el de una máquina térmica reversible que opere entre las mismas temperaturas.
Como corolario, el rendimiento de todas las máquinas térmicas reversibles que operen entre las mismas temperaturas es el mismo, independientemente del sistema físico que corresponda a la máquina. Puede ser un gas ideal sometido a compresiones o expansiones, puede ser un materialparamagnético sometido a campos magnéticos variables, puede ser un sistema bifásico formado por agua y vapor de agua el resultado es siempre el mismo.
Este resultado, ya de por sí bastante contundente, nos permite además calcular el rendimiento máximo que puede tener una máquina térmica. Nos basta con diseñar una máquina térmica reversible y hallar su rendimiento. El de todas las demás reversiblesserá el mismo, y el de las irreversibles será menor.
Existen varias posibilidades: el ciclo de Carnot, el ciclo Stirling o el ciclo Ericcson, por ejemplo. Aquí describiremos el ciclo de Carnot, que es el más importante de ellos.
Para conseguir la máxima eficiencia la máquina térmica que estamos diseñando debe tomar calor de un foco caliente, cuya temperatura es como máximo Tc y verter el calor dedesecho en el foco frío, situado como mínimo a una temperatura Tf.
Para que el ciclo sea óptimo, todo el calor absorbido debería tomarse a la temperatura máxima, y todo el calor de desecho, cederse a la temperatura mínima. Por ello, el ciclo que estamos buscando debe incluir dos procesos isotermos, uno de absorción de calor a Tc y uno de cesión a Tf.
“En la práctica no es posible lograr ciclosreversibles, porque no se pueden eliminar las irreversibilidades relacionadas con cada proceso”
 


FUNDAMENTOS TEORICOS
El Primer Principio de la Termodinámica implica que en todo proceso termodinámico la energía se conserva. Sin embargo, este principio no es suficiente para determinar si un proceso concreto puede ocurrir o no. Por ejemplo, en un proceso cíclico, se puede convertir todoel trabajo en calor pero no se puede producir el proceso inverso, es decir, transformar todo el calor absorbido en trabajo aunque en este caso tampoco se viole el Primer Principio. Mediante ese ejemplo se deduce también que no todas las formas de energía son igualmente aprovechables.
Necesidad del Segundo Principio
Por ello, es necesario establecer otro principio (Segundo Principio de laTermodinámica) que indique cuándo un proceso puede ocurrir y cuándo no, aunque se siga cumpliendo el Primer Principio. En este tema se darán varios enunciados del Segundo Principio, siendo todos ellos equivalentes.
Se definirá también una nueva función de estado, llamada entropía (S), que permitirá caracterizar en qué sentido tienen lugar los procesos termodinámicos.
Ejemplos
Se presentan algunos...