MAQUINAS TERMICAS

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CICLO FRIGORÍFICO.
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2.1 Introducción. 2
2.2 Segundo principio de la termodinámica. 2
2.2.1 Conceptos de estado, proceso de equilibrio y proceso reversible e irreversible. 2
2.2.2 Enunciados del segundo principio. 3
2.3 Ciclo termodinámico. 3
2.4 Ciclo de Carnot. 5
2.4.1 Ciclo de Carnot directo o ciclo de trabajo de Carnot. 5
2.4.2 Ciclo inverso de Carnot. 6
2.5 Ciclo Rankine. 8
2.6Ciclo inverso de Rankine. 9
2.6.1 Diagrama real del ciclo inverso de Rankine. 10
2.7 Ciclos especiales. 10
2.7.1 Compresión en cascada. 11
2.7.2 Compresión multietapa. 12
2.7.3 Refrigeración por absorción. 12
2 Ciclo frigorífico.
2.1 Introducción.
En el tema anterior estudiamos que el primer principio de la termodinámica, el
que postula que la energía ni se crea ni se destruye, solopuede transformarse. También
vimos que el calor es una forma de energía más, con la singularidad de que se trata de
una energía de tránsito, por lo que su naturaleza impide que pueda ser almacenado.
Expresando el primer principio de la termodinámica de forma concreta para el
caso que nos ocupa, podemos decir que el calor se desplaza de los cuerpos calientes a
los fríos, o lo que es lo mismo, debeexistir una temperatura superior en el cuerpo que
cede calor que en el que lo recibe.
En este segundo tema estudiaremos aquellas máquinas que nos permiten invertir
de forma forzada el transito normal del calor, es decir, cómo podemos obtener
determinados equipos que nos permitan absorber calor de un determinado entorno.
Enunciaremos el segundo principio de la termodinámica, elemento esencialpara el
estudio de este tipo de ciclos y nos detendremos especialmente en aquellos ciclos que
son utilizados para la creación de sistemas de climatización, refrigeración y aire
acondicionado.
2.2 Segundo principio de la termodinámica.
Como se ha mencionado en la introducción, el segundo principio de la
termodinámica se antoja imprescindible para el estudio de los ciclos termodinámicos.Pero antes de pasar definir éste, es necesario conocer una serie de términos que sin los
cuales no seria posible comprender qué es un ciclo termodinámico y como la afecta este
principio.
2.2.1 Conceptos de estado, proceso de equilibrio y proceso
reversible e irreversible.
Se define como estado de equilibrio termodinámico de un cuerpo aquel en el
cual la sustancia, en todos sus puntos, mantieneidéntica presión, temperatura y en
general iguales propiedades termodinámicas.
Se denominaría proceso de equilibrio termodinámico a un conjunto o serie
continua de estados sucesivos de equilibrio por lo que atraviesa un cuerpo al pasar de un estado inicial a uno final.
En nuestro caso siempre estudiaremos estado y procesos en equilibrio, y cuando
en adelante nos refiramos a un estado oproceso, siempre se supondrá este en equilibrio.
El estado en equilibrio no es puramente real, pero si es cierto que da idea con gran
aproximación de la situación de una determinada sustancia a través de un estudio
cuantitativo de sus características, es decir, de la medida de las variaciones en los
valores característicos (presión, temperatura, energía…) que la definen.
El concepto dereversibilidad e irreversibilidad termodinámica está íntimamente
relacionado con lo que se ha descrito al inicio de este punto, o sea, con el concepto de
estado de equilibrio.
Se define proceso reversible como aquel que, siendo ideal, puede
verificarse en ambas direcciones, de manera que, realizando el proceso inverso y
volviendo de nuevo el sistema al estado inicial, no se haya producido ningún
cambioni en el sistema ni en el medio exterior.
De esta definición podemos obtener la de proceso irreversible, siendo aquel que
no cumple la anterior condición.
2.2.2 Enunciados del segundo principio.
Vamos a dar varias definiciones del segundo principio de la termodinámica. Este
tiene mucho que ver con la entropía del sistema, de hecho, como veremos más adelante,
la ecuación matemática que...