Maquinas Termicas

Máquinas térmicas
•1769: J. Watt inventa la máquina de vapor.
•1816: R. Stirling inventa el motor de aire caliente.
•1839: J. Ericsson desarrolla varios modelos de motores de aire
caliente
•1876: N. Otto desarrolla el motor de combustión interna (a
gasolina)
•1883: C. Laval desarrolla las turbinas de vapor
•1892: R. Diesel inventa el motor a compresión (Diesel)
•1930: F. Whittle inventala turbina a gas para aviones
•1944: En Alemania se desarrollan los motores para cohetes
(von Braun



Motor a vapor Watt 1769

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Ciclo de Rankine
1-2: Compresión adiabática hasta la presión de
la caldera (la T cambia muy poco)
2-3: calentamiento isobárico del agua hasta el
punto de ebullición
3-4: Vaporización isobárica e isotérmica del
agua hasta convertirse en vaporsaturado
4-5: calentamiento isobárico del vapor
convirtiéndolo en vapor a temperatura Th
5-6: Expansión adiabática del vapor hasta vapor
frío
6-1: condensación isobárica e isotérmica del
vapor, convirtiéndolo en agua



Ciclo Diesel








Turbina a Gas
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Motor de cohete

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Calefacción
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El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto delSegundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido. De forma empírica, se llega así al primer enunciado del Segundo Principio:

Enunciado de Kelvin-Planck

|No es posible ninguna transformación cíclica que transforme íntegramente el calor absorbido en trabajo. |


Este enunciadoimplica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo debe cederse en forma de calor a otro foco térmico, es decir, una máquina debe trabajar al menos entre dos focos térmicos. El esquema más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:

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1. Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1
2. Produce una cantidad detrabajo W
3. Cede una cantidad de calor Q2 a un foco frío a una temperatura T2
Como la máquina debe trabajar en ciclos, la variación de energía interna es nula. Aplicando el Primer Principio el trabajo producido se puede expresar:

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En general, se define Potencia (P) como el trabajo dividido por el tiempo, en caso de las máquinas corresponde entonces al trabajo producido en unsegundo. En el S.I. de Unidades se mide en Watios (J/s)

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MAQUINAS TERMICAS



Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamenteal atravesar la máquina. Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.
Por el contrario, en una máquina hidráulica, que es otro tipo de máquina de fluido, la variación de densidad es suficientemente pequeña como para poder desacoplar el análisis de los efectos mecánicos y elanálisis de los efectos térmicos, llegando a despreciar los efectos térmicos en gran parte de los casos. Tal es el caso de una bomba hidráulica, a través de la cual pasa líquido. Alejándose de lo que indica la etimología de la palabra «hidráulica», también puede considerarse como máquina hidráulica un ventilador, pues, aunque el aire es un fluido compresible, la variación de volumen específico noes muy significativa con el propósito de que no se desprenda la capa límite.
En una máquina térmica, la compresibilidad del fluido no es despreciable y es necesario considerar su influencia en la transformación de energía.
Una máquina térmica es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza...