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SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA.
FUENTE TERMICA Sistema en equilibrio estable que puede intercambiar cantidades finitas de calor sin que varié su temperatura. Por ejemplo la atmósfera, un río, el hogar de una caldera. Pueden ser: • Fuente Térmica a Alta Temperatura, se denomina F.T.A.T o R.T.A.T • Fuente Térmica a Baja Temperatura, se denomina F.T.B.T o R.T.B.T

Prof. Carlos G. VillamarLinares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

MAQUINA TERMICA. Sistema cerrado que trabaja en ciclos, toma calor de una F.T.A.T convierte parte de ese calor en trabajo y rechaza calor hacia una F.T.B.T F.T.A.T.
TH

QH Wn

M.T.

QL
F.T.B.T. TL

Un ejemplo de una máquina térmica es una planta de vapor. Donde QH es el calor que seintercambia con la F.T.A.T. QL es el calor que se intercambia con la F.T.B.T. Wn es el trabajo neto obtenido.
Prof. Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

MAQUINA REFRIGERADORA O BOMBA DE CALOR. Sistema cerrado que opera en ciclos tomando calor de una F.T.B.T y rechazando calor a una F.T.A.T y consumecierta cantidad de trabajo para realizar el proceso.
F.T.A.T. TH

QH Wn

Ref.

QL
F.T.B.T. TL

Un ciclo de refrigeración por compresión de vapor es un ejemplo de una máquina refrigeradora.

Prof. Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

RENDIMIENTO TERMICO Es la relación entre el beneficio obtenidode una máquina térmica y el costo en energía para lograrlo.
Beneficio η= Costo

Como el beneficio que se obtiene de una máquina térmica es el trabajo neto y el costo el calor que se debe suministrar, la ecuación se representa como Wn η= QH Como la máquina térmica trabaja en un ciclo tiene que cumplir con la ecuación de la primera ley de la termodinámica para ciclos.

∫ δQ = ∫ δW
Prof.Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

Q H − Q L = Wn

Sustituyendo en la ecuación de la eficiencia resulta
QH − QL η= QH

o lo que es lo mismo
η = 1− QL QH

COEFICIENTE DE FUNCIONAMIENTO. Expresa la relación entre el beneficio que se obtiene de una máquina refrigeradora o una bomba de calor y laenergía que se le debe suministra para obtenerla. Para la máquina refrigeradora.
Beneficio β= Costo
Prof. Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

El beneficio que se obtiene de la máquina refrigeradora es el calor absorbido y el costo el trabajo que se debe suministrar, la ecuación se representa como

QL β= WnComo la máquina refrigeradora opera en ciclos cumple con la ecuación de la primera ley de la termodinámica para ciclos.

∫ δQ = ∫ δW
Q H − Q L = Wn

Sustituyendo en la ecuación del coeficiente de utilización resulta
Prof. Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

β=

QL QH − QL

o lo que es lomismo
β= 1 QH −1 QL

Como en la bomba de calor el beneficio es QH QH ' β = Wn Y de manera similar al caso anterior al manipular la ecuación
1 β = QL 1− QH
'

Prof. Carlos G. Villamar Linares Universidad de los Andes. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Mecánica. Mérida. Venezuela.

POSTULADOS DE LA 2° LEY
• KELVIN – PLANCK: Basado en una Máquina Térmica. Establece que esimposible construir un aparato que operando en ciclos produzca trabajo neto intercambiando calor con una sola fuente; o lo que es lo mismo es imposible que una máquina térmica transforme todo el calor que se le suministra en trabajo neto. Es imposible que el trabajo neto obtenido de una máquina térmica sea igual al calor introducido, o sea, que no puede existir una máquina con η = 100%

Prof. Carlos...