TRABAJO DOCUMENTAL 1

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INTRODUCCIÓN:
El trabajo que se presenta tiene como fin el facilitar el entendimiento de la primera y segunda ley de la termodinámica. Proponiendo algunos temas como ejemplo de sus aplicaciones. Los temas a tratar serán entre otros “Maquinas térmicas” y “Motores de combustión interna, y de reacción”. Cada tema será tratado de tal manera que sea sencillo de entender,explicando el funcionamiento de las maquinas e incluyendo breves marcos históricos de cada uno.

1: MAQUINA TERMICA.
Las maquinas térmicas son dispositivos que tienen por objetivo principal el convertir la transferencia de energía térmica en trabajo (energía mecánica). Para esto se hace necesario el uso de una “sustancia de trabajo” (vapor de agua, aire, gasolina, alcohol, etc.), la cual permite una seriede diversas transformaciones termodinámicas mediante la variación de algunas de sus propiedades (masa, volumen, presión, temperatura).
La primera máquina térmica (y a su vez la primera máquina de vapor) de la que se tiene evidencia escrita es la “Aeolipila” la cual fue descubierta por Hero de Alejandría. Era una turbina primitiva de vapor que consistía en una esfera hueca a la que se leadaptaban dos tubos curvos. El interior de la esfera estaba repleto de agua, la que se hacía hervir provocando que por los tubos arrancara el vapor, haciendo que girara la bola muy rápido. Algunos ejemplos de maquinas térmicas actuales son los motores de combustión interna (de los cuales hablaremos más adelante), y por supuesto la máquina de vapor actual.
Para medir el rendimiento de una maquinatérmica se utiliza el término de “eficiencia térmica” el cual se define como relación entre el trabajo neto producido y la cantidad de calor suministrado. En otras palabras se puede decir que la eficiencia térmica “es lo que obtenemos dividido por lo que nos cuesta”.
Lo cual se representa con la siguiente fórmula:
E=


2: MAQUINA DE VAPOR.
Inventada como tal en el año 1712 por Thomas Newcomen, unamáquina de vapor es aquella que usa un motor de combustión externa. Transforma la energía térmica del agua en ebullición a energía mecánica.
Una máquina de vapor está constituida primordialmente por la caldera (deposito caliente), un cilindro con embolo (pistón), un condensador (deposito frio), y lo más importante, la sustancia de trabajo (en este caso vapor de agua).
Su funcionamiento esrelativamente simple. En una caldera se hierve sin cesar grandes cantidades de agua, utilizando materiales para alimentar el fuego tales como la madera, el carbón o incluso petróleo. Al hervir el agua, el vapor se acumula dentro de la caldera, generando así una presión elevada. Una vez en ese estado se dirige el vapor a la “cámara de vapor” la cual es una cámara cerrada.
Una vez que el vapor haentrado a la cámara donde hay un cilindro en la zona frontal, allí la presión del vapor empuja un pistón. A través del mecanismo llamado “biela-manivela” el movimiento lineal alternativo del pistón es transformado en movimiento de rotación, el cual, por ejemplo, puede mover las ruedas de una locomotora. Una vez que llega al punto final del ciclo, el pistón retorna a su posición de inicio y el vapor esexpulsado mediante el uso de la energía cinética. Mientras este proceso se lleva a cabo, simultáneamente el vapor a presión es controlado mediante una serie de válvulas que regulan la entrada y la salida de los flujos de vapor.


3: MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.
Un motor de combustión interna o también llamado de explosión genera el calor de entrada dentro de la maquina misma. Los motores decombustión interna obtienen su energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible, el cual es quemado en una cámara de combustión. El motor más común de este tipo es el motor de cuatro tiempos, en el cual nos centraremos.
En esta clase de motor la mezcla de combustible (gasolina) y el aire se inflaman haciendo uso de una bujía en cada cilindro.
La energía térmica...