Maquinas Termicas

Maquinas Térmicas

Introducción:
Conoceremos lo que es una maquina térmica, así como un diagrama que representa una maquina térmica con sus componentes.
La maquina térmica realiza un trabajo mecánico Wsal mediante la utilización de una parte de calor de entrada. Una cantidad de calor Qsal se libera al recipiente de baja temperatura Tsal. El sistema periódicamente regresa a su estadoinicial, el cambio de energía interna es cero. La primera ley nos dice que:
Trabajo de salida= calor de entrada=calor de salida
Wsal = Qent - Qsal

Las máquinas térmicas pertenecen al grupo de las de fluido compresible. Es decir, a aquellas que tienen la capacidad de realizar un intercambio de la energía mecánica mediante un fluido que logra atravesarlas.
El calor necesario para conseguir quefuncione una máquina térmica procede, generalmente, de la combustión de un combustible. Dicho calor es absorbido por un fluido que, al expandirse, pone en movimiento las distintas piezas de la máquina.
Esta combustión puede producirse en el interior o en el exterior de la propia máquina, por lo que las clasificamos como:
MAQUINAS DE COMBUSTION EXTERNA:
Son aquellas maquinas en las que elcombustible es utilizado para formar vapor fuera de la máquina y parte de la energía interna del vapor se emplea en realizar trabajo en el interior de la máquina.
Máquina de vapor:

MAQUINAS DE COMBUSTION INTERNA:
Estas maquinas el calor se libera en su interior debido a la combustión de ciertos productos llamados carburantes, como la gasolina o el gasóleo.
Motor de Cuatro tiempos:
El motor agasolina convierte un fenómeno químico en uno mecánico que es el empuje que recibe el pistón y que lo trasmite a la biela y esta al cigüeñal, produciendo finalmente un movimiento de giro que será aprovechado por el sistema de transmisión del vehículo para hacer que las ruedas se muevan.
Está basado en una ingeniosa distribución de las carreras del pistón aprovechando cuatro tiempos o movimientospara recibir el combustible, comprimirlo, explotarlo y finalmente expulsar los gases que deja la combustión. Esos cuatro pasos (Admisión, Compresión, Trabajo y Explosión) los utiliza el motor de explosión de cuatro tiempos.
 Admisión: El pistón baja y hace entrar la mezcla de aire y gasolina preparada por el carburador en la cámara de combustión.
 Compresión: El émbolo comprime la mezclainflamable. Aumenta la temperatura.
 Trabajo: Una chispa de la bujía inicia la explosión del gas, la presión aumenta y empuja el pistón hacia abajo. Así el gas caliente realiza un trabajo.
 Expulsión: El pistón empuja los gases de combustión hacia el tubo de escape.

La eficiencia de una maquina térmica:
Se define como la razón del trabajo útil realizado por una maquina con respecto al calorsuministrado a la maquina, y generalmente se expresa por porcentaje.

Eficiencia = trabajo de salida
Calor de entrada

e = Qent – Qsal
Qent
Todas las maquinas térmicas están sujetas a gran número de dificultades, la ficción y la pérdida de calor mediante la conducción y la radiación impiden que las maquinas reales funcionena su máxima eficiencia. Una maquina ideal, ideal libre de ese tipo de problemas, fue sugerida por Sadi Carnot en 1824.La maquina de Carnot tiene la máxima eficiencia posible tratándose de una maquina que absorbe calor de una fuente a alta temperatura, realiza trabajo externo, y deposita calor en un recipiente a baja temperatura


MAQUINAS TERMICAS INVERSAS
Se puede pensar que un refrigeradores una maquina térmica que opera en sentido inverso, un diagrama esquemático de un refrigerador aparece en la figura.

Durante cada ciclo, un compresor o un dispositivo similar proporciona trabajo mecánico W al sistema, extrayendo una cantidad de calor Qfrio de un deposito frio y cediendo una cantidad de calor Qcal a un deposito caliente. De acuerdo con la primera ley, el trabajo de entrada...