Maquina De Carrnot

MÁQUINA DE CARNOT.


Máquina Carnot "original", diagrama de 1824.
La máquina de Carnot es una máquina ideal que utiliza calor para realizar un trabajo. En ella hay un gas sobre el que se ejerceun proceso cíclico de expansión y contracción entre dos temperaturas. El ciclo termodinámico utilizado se denomina ciclo de Carnot y fue estudiado por Sadi Carnot alrededor de 1820. Una máquina deCarnot es el procedimiento más eficaz para producir un trabajo a partir de dos focos de temperatura.
Puede construirse a partir de un cilindro sobre el que discurre un pistón unido a una biela queconvierte el movimiento lineal del pistón en movimiento circular. El cilindro contiene una cierta cantidad de un gas ideal y la máquina funciona intercambiando calor entre dos fuentes de temperaturasconstantes T1 < T2. Las transferencias de calor entre las fuentes y el gas se hace isotérmicamante, es decir, manteniendo la temperatura constante. Esta parte del proceso es, por lo tanto, reversible. Elciclo se completa con una expansión y una compresión adiabáticas, es decir, sin intercambio de calor, por lo que esta parte del ciclo es también reversible.
Funcionamiento de la Máquina de Carnot
•(1) Expansión isotérmica. Se parte de una situación en que el gas ocupa el volumen mínimo Vmin a la temperatura T2 y a presión alta. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente detemperatura T2, haciendo que el gas se expanda. Al expandirse, el gas tiende a enfriarse, pero absorbe calor de T2 y mantiene su temperatura constante. El volumen del gas aumenta produciendo untrabajo sobre el pistón. Dado que la temperatura permanece constante durante esta parte del ciclo, el gas no cambia su energía interna y todo el calor absorbido de T2 se convierte en trabajo:
dQ1 = dW1 >0, dU1 = 0.
• (2) Expansión adiabática. La expansión isotérmica termina en un punto tal que el resto de la expansión pueda realizarse sin intercambio de calor. Esta expansión adiabática hace que el...