Bomba Térmica y refrigerador

Centro de Ciencias Básicas
Academia de Básicas y Operaciones Unitarias

Materia:
Fisicoquímica
Carrera:
Ingeniería Agroindustrial
Práctica #3:
“Bomba térmica, Refrigerador”
Semestre:
Tercero
Aguascalientes, Aguascalientes


Objetivo:
Al término de la práctica el alumno conocerá las partes principales y funcionamiento de un refrigerador.
Introducción.
Una de las principales áreasde aplicación de la termodinámica es la refrigeración, que es la transferencia de calor de una región de temperatura inferior hacia una temperatura superior. Los dispositivos que producen la refrigeración se llaman refrigeradores, y los ciclos en lo que operan se denominan ciclos de refrigeración por compresión de vapor, donde el refrigerante se evapora y condensa alternadamente, para luegocomprimirse en la fase de vapor. Otros ciclos de refrigeración conocidos son los ciclos de refrigeración de gas en la que el refrigerante permanece todo el tiempo en fase gaseosa y el de absorción de amoniaco donde existe mezcla de amoniaco y agua en algunos procesos en el ciclo.
Los primeros refrigeradores fueron considerados peligrosos y fueron causa de muchos accidentes debido al uso derefrigerantes como el amoníaco y ácido sulfúrico. Este problema fue resuelto con el invento del freón. Sin embargo, se presenta entonces otro problema. Los compuestos como el freón son conocidos de manera genérica como CFC (clorofluorocarburos) y son los principales causantes de la destrucción de la capa de ozono, por lo que ha quedado prohibido su uso.
En la actualidad, se utilizan otros refrigerantescomo los hidrofluorocarburos (HFC) que son menos peligrosos tanto para el hombre, como para el medio ambiente.
Otro dispositivo que transfiere calor de un medio de baja temperatura a uno de alta es la bomba de calor. Los refrigeradores y las bombas de calor son esencialmente lo mismo
CICLO DE CARNOT INVERSO
El ciclo de Carnot es totalmente reversible, permitiendo que los cuatro procesos quecomprenden el ciclo puedan invertirse. El resultado es un ciclo que opera en dirección contraria a las manecillas del reloj, que se llama ciclo invertido de Carnot. Un refrigerador o bomba de calor que opera en este ciclo recibe el nombre de refrigerador o bomba de calor


Material y equipo
Refrigerador didáctico
Procedimiento
1. Identificación pro parte del alumno de las partes que constituyenel refrigerador, describiendo la uta que sigue el gas refrigerante.
2. Explicación por parte del instructor de laboratorio sobre el funcionamiento y partes del refrigerador
Resultados
Cómo funciona el refrigerador
Los refrigeradores comunes y el observado en esta práctica son una máquina térmica.
Para que estos puedan llevar a cabo su funcionamiento se lleva a cabo un proceso cíclico en elcual el refrigerante cambia de temperatura, presión y fase de vapor a líquido y viceversa. El cambio de fase es el momento de mayor requerimiento y expulsión de energía térmica -calor latente-, el cual debe tomar de sus alrededores los cuales son los objetos que nosotros colocamos en el interior del refrigerador.
Los primeros refrigerantes utilizados por sus propiedades térmicas fueron losclorofluorocarbonos, CFC, sustituidos posteriormente por otros compuestos al comprobarse su relación con la destrucción del ozono en la atmósfera.
Esta máquina térmica tiene al menos los siguientes elementos:
Compresor: Suministra energía al sistema. El refrigerante llega en estado gaseoso al compresor y aquí se le aumenta su presión.
Condensador: Es un intercambiador de calor, disipa el calorabsorbido en el evaporador (en el ciclo inmediato anterior) y la energía del compresor. En el condensador el refrigerante cambia de fase pasando de gas a líquido (calor latente)
Sistema de expansión: El refrigerante líquido entra en la zona de expansión donde reduce su presión. Al reducirse su presión reduce bruscamente su temperatura.
Evaporador: El refrigerante a baja temperatura y presión pasa...