termodinamica

Informe sobre Termodinámica.

Introduccion.

El primer principio de la termodinámica establece que la energía interna puede aumentar porque se realice trabajo sobre el sistema o porque se introduzca calor en él. Desde este punto de vista calor y trabajo son equivalentes. Sin embargo, la experiencia diaria nos muestra que no es así, sino que existe una diferencia esencial entre ambosmecanismos de transferencia de energía. Podemos trasformar todo el trabajo en calor, pero no podemos transformar todo el calor en trabajo (si descendemos por una cuerda nos calentamos las manos, pero si nos calentamos las manos poniéndolas al sol, esto no nos hace subir la cuerda).
Igualmente, la experiencia nos muestra que existe una dirección en el que ocurren los fenómenos. Sabemos que el calor va delos cuerpos calientes a los fríos y no al revés; que un gas tiende a expandirse ocupando todo el volumen posible, y no a contraerse; que por consecuencia de la fricción los cuerpos se paran, no se aceleran.
Este sentido de evolución de los sistemas no está contenido en el primer principio de la termodinámica, sino que requiere un principio adicional, conocido como Segundo Principio de laTermodinámica. En el presente trabajo analizaremos este principio y veremos que siempre en todos los procesos se pierde algo de calor en el uso de cualquier maquina con esto analizaremos el funcionamiento del famoso ciclo Stirling y también analizaremos el funcionamiento de un refrigerador y un termo.



















Ciclo de Stirling.

Es un ciclo termodinámico reversible quebusca obtener el máximo rendimiento. El motor Stirling es el único capaz de aproximarse al rendimiento de Carnot y por esto es la mejor opción.
Su ciclo de trabajo se conforma mediante dos transformaciones isocóricas y dos isotermas (todos ellos reversibles).

Comprensión isoterma A → B
El gas se comprime desde un volumen inicial VA hasta uno final VB, inferior, manteniendo su temperaturaconstante en un valor T1 (a base de enfriar el gas de forma continuada).

Calentamiento a volumen constante B → C
El gas se calienta desde la temperatura T1 a la temperatura T2, manteniendo fijo su volumen.

Expansión isoterma C → D
El gas se expande mientras se le suministra calor de forma que su temperatura permanece en su valor T2.

Enfriamiento isócoro D → A
Se reduce la temperatura del gasde nuevo a su valor T1 en un proceso a volumen constante.


Funcionamiento.

Un sistema que realiza el ciclo Stirling está formado por cilindro, pistón de trabajo y pistón de desplazamiento.
Lo divide en dos zonas una zona caliente a Tc y otra zona fría a Tf.















Aplicaciones.

Energía Solar: Transformación de la energía térmica en electricidad.Vehiculos: Los vehículos con motor Stirling eran más eficientes y ecológicos.







Intercambiador de calor.

Lo que hace especial al ciclo Stirling es la presencia de un intercambiador de calor. En el enfriamiento del gas, se pasa de la temperatura T2 a T1 liberando calor. En el calentamiento se pasa de T2 a T1 absorbiendo calor. Ya que pasa por las mismas temperaturas se puedeaprovechar el calor liberado al enfriarse sin violar el segundo principio de la termodinámica: el calor se va liberando gradualmente en un punto del enfriamiento se cede al punto a la misma temperatura en el calentamiento.
Puesto que ambos puntos se encuentran a la misma temperatura el proceso es reversible.


Ventajas.
Funciona con cualquier fuente de calor.
Se puede usar un proceso decombustión continua, reduciendo las emisiones
Necesitan menos lubricación y duran más que otras maquinas alternativas.
Se pueden construir para un funcionamiento silencioso sin consumo de aire para propulsión de submarinos o en el espacio.


Desventajas.

El fluido de trabajo es un gas lo que acarrea dificultades operativas. E n general se utiliza el hidrogeno y el helio por sus buenas...