Termodinamica

Introducción
Se trata de estudiar y analizar ciclos que podrían utilizarse para maquinas térmicas en las que se emplee como fluido térmico el agua, que al describir el ciclo podrá estar en los estados liquido y gaseoso.
Podríamos explicar el ciclo de vapor teniendo en cuenta las transformaciones del mismo en los diferentes puntos del sistema.
Los conceptos claves a tener en cuenta son FuenteFría, Fuente Caliente, Flujo de calor, Energía, Potencia, Rendimiento del ciclo, Ubicación de puntos en diagramas termodinámicos, Balance de materia y energía.
El ciclo mas sencillo que se puede idear para obtener el máximo rendimiento térmico, operando con dos fuentes de temperatura T1 y T2, es el de Carnot, constituido por dos isotérmicas y dos adiabáticas reversibles. Donde se genera elsiguiente proceso: el vapor saturado seco descargado por la caldera a una presión P1 es suministrado a la turbina, en donde se expande isotrópicamente hasta la presión P2. En el condensador se transforma el vapor húmedo, isobárica e isotérmicamente, en líquido saturado mediante la remoción de calor. Puesto que la presión en el condensador P2=P3 es mucho menor que la presión del vapor en la presióndel vapor en la caldera P4=P1, el líquido saturado se bombea isotrópicamente hasta alcanzar la presión P4. El líquido comprimido es suministrado por la caldera, en donde se calienta primero hasta la temperatura de saturación correspondiente a la presión P1, y luego se evapora hasta transformarse finalmente en vapor saturado seco para terminar el ciclo termodinámico. Siendo este ciclo ideal eimposible de realizar.

Marco experimental

Objetivos Generales

Explicar la aplicación de ciclos termodinámicos para obtener fuerza motriz y refrigeración.
Desarrollar la habilidad para graficar evoluciones de los diagramas termodinámicos y realizar un cálculo rápido.
Vincular los cálculos un sistema real con los habituales en la industria.
Alcance
Al llevar a cabo la práctica se esperaque el alumno pueda, con los datos tomados en el laboratorio, llevar a cabo el uso de la primera ley de la termodinámica y sea capaz de entender que propiedades tiene el vapor de agua con cada transformación hasta terminar el ciclo.

Objetivos Operativos

a) Adquirir destreza en el uso de diagramas termodinámicos.
b) Aplicar la teoría a casos de laboratorio y de la industria.
c)Cálculos rápidos y aproximados empleando diagramas termodinámicos.
d) Elaborar informes técnicos.

Guía de práctica

I. Para la realización del trabajo práctico se necesitarán Equipos de destilación y ciclo frigorífico disponibles en el laboratorio. Cámara digital capaz de grabar video exportable a computadora. Diagramas T-S de los fluidos intervinientes (Agua y Freón 22 ó R134a)II. Elementos de medición. Termómetros, probetas, pirómetro.
II. Elementos de seguridad. Mameluco, antiparras o anteojos de seguridad.



III. Ciclo de Vapor
Los alumnos deberán esquematizar el circuito compuesto por el generador de vapor, la turbina, el generador eléctrico, las mediciones de potencial y corriente con su resistencia, condensador y cañerías deinterconexión.

Pasos a seguir:

1. Armar un sistema de según instrucciones de los docentes.
2. Conectar todos los instrumentos y mangueras.
3. Verificar que cada uno de ellos funcione correctamente.
4. En esquema del sistema identifique los distintos artefactos y el o los flujos de calor de su fuente fría a su fuente caliente.
5. Con la apertura de la alimentación de aguade refrigeración constante, mida el caudal. El alumno debe proponer un método para medir ese caudal.
6. Una vez conocido el caudal de agua refrigerante, llenar el recipiente con un volumen de agua conocido, preferentemente destilada. Fijar el termómetro.
7. Comenzar la calefacción del recipiente con tensión constante. Comenzar el cronometrado y registrar cada propiedad junto con el...