El pricipio de carnot

El principio de Carnot
Una máquina térmica totalmente reversible está libre de efectos disipativos y desequilibrio durante su operación, tales efectos deben ser nulos en la máquina y en la transferencia de calor que se realiza con una fuente térmica y un sumidero de calor, es decir, la transferencia de calor debe ser reversible. Pero si dentro de la máquina térmica existe alguna irreversibilidado hay interacciones de la máquina térmica con su ambiente, la máquina se clasifica como irreversible. El ciclo de Carnot es el ciclo más eficiente.
El principio de Carnot, se refiere a los teoremas sobre la eficiencia térmica de las máquinas térmicas reversibles e irreversibles, y consta de dos enunciados:
La eficiencia térmica de una máquina térmica irreversible es siempre menor que la eficienciatérmica de una máquina térmica totalmente reversible que funciona entre los mismos depósitos de calor.
Las eficiencias térmicas de dos máquinas térmicas totalmente reversibles que funcionan entre los mismos dos depósitos de calor son iguales.
Diagrama Temperatura-Entropía.
El diagrama temperatura-entropía (T-S) sirven para el análisis de la transferencia de calor hacia o desde los depósitos,estudios de las máquinas de Carnot, además de la transferencia de calor entre dos cuerpos. El calor Q se representa en este diagrama como un área rectangular; cuando la temperatura del sistema cerrado cambia, la transferencia de calor para los procesos internamente reversibles está dada por:
Qint rev =  TdS
La integral esta representada por un área bajo la línea del proceso (ver figura 3). Además derepresentar la transferencia de calor mediante áreas, un diagrama T-s da información cualitativa, por lo que es necesario conocer sus características generales. En la figura 3 se muestra de forma simplificada el diagrama T-s para el dióxido de carbono, en él se aprecian las líneas características de las propiedades en las regiones de gas y de líquidos.
 
El ciclo de vapor de Carnot
El ciclo deCarnot de vapor es un ciclo ideal, pero sirve de base para los ciclos de potencia de vapor reales o ciclos de Rankine.
La eficiencia térmica de un ciclo de potencia se maximiza si todo el calor suministrado por una fuente de energía ocurre a la máxima temperatura posible, y su toda la energía expulsada al sumidero ocurre a la menor temperatura posible. Para un ciclo reversible que opera en estascondiciones, la eficiencia máxima es la eficiencia de Carnot, dada por:
(Ta-Tb) / Ta
donde,
Ta es la temperatura alta o de la fuente
Tb es la temperatura baja o del sumidero.
Un ciclo teórico que satisface estas condiciones es el ciclo del motor térmico de Carnot.
El ciclo de Carnot de vapor se compone de los procesos isotérmicos reversibles y dos proceso adiabático reversibles o procesosisentrópicos. Este ciclo se presenta en el diagrama T-s bajo el domo de saturación para el agua. Porque la sustancia de trabajo es agua y su estado de agregación es vapor húmedo. Las cuatro etapas de este ciclo son:
* Expansión isotérmica
* Expansión adiabática o isentrópica.
* Compresión isotérmica
* Compresión adiabática o isentrópica.
Al agua saturada se le administra energía en forma decalor para convertirla en vapor saturado, esto ocurre dentro de una caldera. Luego, el vapor saturado pasa un expansor o turbina adiabática, es decir en la que no hay transferencia de calor, en donde se realiza trabajo de flujo. Cuando el fluido sale de la turbina, su presión es menor que cuando entró y su volumen es mayor, por lo que antes de regresar a la caldera es necesario reducir su volumen yaumentar su presión, es decir, el vapor húmedo se comprime parcialmente a presión contante y se obtiene un vapor húmedo de baja calidad; esto se realiza dentro de un condensador, en el cual el fluido reduce su volumen a una temperatura constante. Luego pasa a una bomba donde el vapor húmedo se comprime isentrópicamente para ser llevado de nuevo a líquido saturado y volver a la caldera.
Para que...