Bombas De Calor Y Ciclo De Carnot

TERMODINÁMICA
1. CONCEPTO DE TERMODINÁMICA.

− Ciclo de Carnot
− Bomba de Calor

La termodinámica es la parte de la física que estudia los fenómenos en los que interviene el calor,
estudiándo las transformaciones físicas que produce y el estado de los cuerpos afectados.
En todo análisis termodinámico debemos dividir el universo en dos partes :
El sistema : es la región del espacio en laque vamos a estudiar los cambios energéticos, que se
encuentra separada de cuanto le rodea por unas superficies reales y/o imaginarias que se denominan
fronteras r.
El exterior o los alrededores que es la region que está fuera del sistema y con la que este interactúa.

2. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA :
Calor (Q) : El concepto tradicionalmente conocido como calor, utilizado aúnantes de conocerse su
naturaleza y cuya existencia se manifiesta por los cambios de temperatura en los cuerpos, no es otra
cosa que una forma energía que poséen los cuerpos debido al estado de agitación que tienen los átomos
y moléculas que los constituyen respecto de sus posiciones de equilibrio y que produce un movimiento
medio nulo, imposible de conocer “a priori”, ya que solo se manifiestacuando se transfiere de un cuerpo a
otro. El nivel energético o estado de agitación medio de los átomos es lo que conocemos por
temperatura, magnitud intensiva que en una escala arbitraria nos representa la energía calorífica media
que tiene cada átomo, que dependerá del tipo de átomos, de la cantidad total de ellos (masa) y de la
cantidad total de energía calorífica (calor).
Energía interna(U) : es la energía total que posée un cuerpo o sistema independientemente de cual sea
su naturaleza . Por lo tanto, es imposible de determinar en valor absoluto, pero si se pueden conocer sus
variaciones. Esta magnitud es una función de estado, es decir, que depende únicamente del estado inicial
y del final en una transformación termodinámica, y no de la forma en que se pase de uno a otro.Adelanto, sin demostración, que en la variación de energía interna de un cuerpo viene dada por la
siguiente expresión

∆ U = m. CV. (Tf – Ti)
Donde m es la masa y CV el calor específico a volumen constante, que es función de la presión y la
temperatura, expresados en las unidades adecuadas.
Equivalente mecánico del calor : Joule demostró que se puede transformar calor en trabajo (lógico, yaque el calor es una forma de energía) de forma que la relación entre las unidades de una y otro son :
1 caloría = 4,18 Julios

1 Julio = 0,24 calorías

Primer principio de la termodinámica : es una formulación del principio universal de la conservación de
la energía aplicada a los procesos en los que se intercambia calor y trabajo, y lo podríamos enunciar
como :
“La variación de laenergía interna de un sistema es igual al calor comunicado al sistema desde el
exterior menos el trabajo que el sistema efectúa sobre el exterior.”

∆U=Q–W
Para aplicar esta fórmula es importante tener en cuenta que calor y trabajo se consideran positivos
cuando llevan el sentido del enunciado y negativos cuando van a la inversa (es decir el calor comunicado
por el sistema al exterior y el trabajocomunicado por el exterior al sistema son negativos), y que deben
de ser expresados ambos en las mismas unidades, en calorías o en julios teniendo en cuenta el
equivalente mecánico del calor.
Entalpía (H): Es una magnitud termodinámicaque carece de significado físico y que se define de forma
arbitraria como H = U + P.V. Su origen e importancia histórica está ligada al hecho de que lavariación de
esta magnitud nos dá el tranbajo producido en los procesos a presión constante (isóbaros) que son los
principales en las máquinas de vapor

H = U + P.V

3. TIPOS DE TRANSFORMACIONES.CICLOS TERMODINÁMICOS. RENDIMIENTO DE
UNA MÁQUINA TÉRMICA
3.1. CICLO TERMODINÁMICO.
Se denomina ciclo termodinámico a un proceso en el que un determinado fluido pasa por una
sucesión de estados...