Ciclo Termodinamico
Páginas: 9 (2112 palabras)
Publicado: 6 de mayo de 2012
El ciclo termodinámico se compone de una serie de operaciones (por ejemplo expansión / compresión de un volumen - ver Figura 1) lleva a cabo en un gas o vapor (que a menudo se denomina una sustancia de trabajo, WS), después de lo cual vuelve a su estado original.
Por ejemplo, imaginemos que en un principio hay una expansión del volumen de V1 a V2, lo que corresponde a una salida de trabajo deW1. La Figura 2 muestra como un proceso con una presión (P) - volumen (V) trama, donde la producción de trabajo (W1) es igual al área bajo la curva A 9 (sombreada en azul).
A continuación el gas se comprime de nuevo a su volumen original, es decir, V2 volver a V1, que requiere una entrada de trabajo W2 (el área sombreada bajo la curva de la Figura 3).
Cuando se combinan los dos procesosen una sola parcela PV, tenemos un circuito cerrado (véase la Figura 4A). Este bucle cerrado corresponde a un ciclo termodinámico.
Como la red de trabajo W de salida está dada por:
Por lo tanto, será igual a la zona del ciclo (el área sombreada en azul en la Figura 4B).
Estos ciclos termodinámicos también se pueden representar de la temperatura (T) - entropía (S) diagramas. Porejemplo, supongamos que inicialmente hay una cierta cantidad de calor suministrado (QS) para el WS, dando lugar a un aumento de la entropía. Si vamos a ilustrar este proceso en una parcela de TS (ver Figura 5), a continuación, los QS energía térmica suministrada será igual al área bajo la curva A. (El área sombreada en azul en la figura 5B)
A continuación, consideramos que hay una ciertacantidad de calor rechazado en el Sahara Occidental y en las pérdidas (QR), revierte el sistema a su estado inicial. Al graficar este proceso en un diagrama TS (ver Figura 6), el calor rechazado QR será igual al área bajo la curva B (el área sombreada en azul en la Figura 6B).
Si vamos a ilustrar tanto los procesos en una parcela única TS, a continuación, nos pondremos de nuevo un circuitocerrado, correspondiente al ciclo termodinámico (véase la Figura 7A)
Al denotar la energía del WS al comienzo del ciclo con la Ei, y la energía del WS al final del ciclo con Ef, y mediante la aplicación de la ley de conservación de energía, se puede escribir que:
Donde W es el resultado del trabajo (para una discusión más detallada sobre la ley de conservación de energía para ver laprimera ley de la termodinámica).
Sin embargo, como Ei = Ef (el sistema se volvió de nuevo a su estado inicial), la ecuación (2) es:
a partir de los cuales
Por lo tanto, al trazar el ciclo termodinámico en un diagrama TS (como en la Figura 7A), la salida de nuevo trabajo será igual a la zona del ciclo (el área sombreada en azul en la figura 7B).
Es importante señalar que, aunque eltrabajo realizado puede calcularse a partir del área del ciclo termodinámico, tanto para un PV y una parcela de TS, los resultados obtenidos se expresan en unidades diferentes. Por ejemplo, si el cálculo en unidades inglesas, el área del ciclo en el diagrama PV da el trabajo realizado en pies-libra, mientras que el área del ciclo en el diagrama TS da el trabajo realizado en BTU.
(i) procesocíclico: Cuando un sistema vuelve a su estado inicial después de pasar a través de diferentes estados, el proceso se dice que es un proceso cíclico. En este proceso desde
ΔU = 0.
Desde la primera ley de la termodinámica, ΔQ = W
Así, en un proceso cíclico, el calor absorbido por el sistema es igual al trabajo neto realizado por el sistema. Trabajo realizado es la zona del ciclo en el diagrama PV.(ii) proceso isócorico: Un proceso termodinámico, en el que el volumen de gas se mantiene constante, se denomina proceso isócoro. En este proceso, el trabajo realizado por el sistema es cero.
Por ello, desde la primera ley de la termodinámica, ΔQ = ΔUcomo el trabajo neto realizado Wisocorico = 0
Así, en un proceso isocórico, la energía total de calor absorbido por el sistema se utiliza para...
Por ejemplo, imaginemos que en un principio hay una expansión del volumen de V1 a V2, lo que corresponde a una salida de trabajo deW1. La Figura 2 muestra como un proceso con una presión (P) - volumen (V) trama, donde la producción de trabajo (W1) es igual al área bajo la curva A 9 (sombreada en azul).
A continuación el gas se comprime de nuevo a su volumen original, es decir, V2 volver a V1, que requiere una entrada de trabajo W2 (el área sombreada bajo la curva de la Figura 3).
Cuando se combinan los dos procesosen una sola parcela PV, tenemos un circuito cerrado (véase la Figura 4A). Este bucle cerrado corresponde a un ciclo termodinámico.
Como la red de trabajo W de salida está dada por:
Por lo tanto, será igual a la zona del ciclo (el área sombreada en azul en la Figura 4B).
Estos ciclos termodinámicos también se pueden representar de la temperatura (T) - entropía (S) diagramas. Porejemplo, supongamos que inicialmente hay una cierta cantidad de calor suministrado (QS) para el WS, dando lugar a un aumento de la entropía. Si vamos a ilustrar este proceso en una parcela de TS (ver Figura 5), a continuación, los QS energía térmica suministrada será igual al área bajo la curva A. (El área sombreada en azul en la figura 5B)
A continuación, consideramos que hay una ciertacantidad de calor rechazado en el Sahara Occidental y en las pérdidas (QR), revierte el sistema a su estado inicial. Al graficar este proceso en un diagrama TS (ver Figura 6), el calor rechazado QR será igual al área bajo la curva B (el área sombreada en azul en la Figura 6B).
Si vamos a ilustrar tanto los procesos en una parcela única TS, a continuación, nos pondremos de nuevo un circuitocerrado, correspondiente al ciclo termodinámico (véase la Figura 7A)
Al denotar la energía del WS al comienzo del ciclo con la Ei, y la energía del WS al final del ciclo con Ef, y mediante la aplicación de la ley de conservación de energía, se puede escribir que:
Donde W es el resultado del trabajo (para una discusión más detallada sobre la ley de conservación de energía para ver laprimera ley de la termodinámica).
Sin embargo, como Ei = Ef (el sistema se volvió de nuevo a su estado inicial), la ecuación (2) es:
a partir de los cuales
Por lo tanto, al trazar el ciclo termodinámico en un diagrama TS (como en la Figura 7A), la salida de nuevo trabajo será igual a la zona del ciclo (el área sombreada en azul en la figura 7B).
Es importante señalar que, aunque eltrabajo realizado puede calcularse a partir del área del ciclo termodinámico, tanto para un PV y una parcela de TS, los resultados obtenidos se expresan en unidades diferentes. Por ejemplo, si el cálculo en unidades inglesas, el área del ciclo en el diagrama PV da el trabajo realizado en pies-libra, mientras que el área del ciclo en el diagrama TS da el trabajo realizado en BTU.
(i) procesocíclico: Cuando un sistema vuelve a su estado inicial después de pasar a través de diferentes estados, el proceso se dice que es un proceso cíclico. En este proceso desde
ΔU = 0.
Desde la primera ley de la termodinámica, ΔQ = W
Así, en un proceso cíclico, el calor absorbido por el sistema es igual al trabajo neto realizado por el sistema. Trabajo realizado es la zona del ciclo en el diagrama PV.(ii) proceso isócorico: Un proceso termodinámico, en el que el volumen de gas se mantiene constante, se denomina proceso isócoro. En este proceso, el trabajo realizado por el sistema es cero.
Por ello, desde la primera ley de la termodinámica, ΔQ = ΔUcomo el trabajo neto realizado Wisocorico = 0
Así, en un proceso isocórico, la energía total de calor absorbido por el sistema se utiliza para...
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