Ciclo Carnot

Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas, tal como se muestra en la figura.

Larepresentación gráfica del ciclo de Carnot en un diagrama p-V es el siguiente

Tramo A-B isoterma a la temperatura T1
Tramo B-C adiabática
Tramo C-D isoterma a la temperatura T2
Tramo D-Aadiabática
En cualquier ciclo, tenemos que obtener a partir de los datos iniciales:
La presión, volumen de cada uno de los vértices.
El trabajo, el calor y la variación de energía interna en cada unade las etapas.
El trabajo total, el calor absorbido, el calor cedido, y el rendimiento del ciclo.
Los datos iniciales son los que figuran en la tabla adjunta. A partir de estos datos, hemos derellenar los huecos de la tabla.
Variables
A
B
C
D
Presión p (atm)
pA
 
 
 
Volumen v (l)
vA
vB
 
 
Temperatura T (ºK)
T1
T1
T2
T2
 
Las etapas del ciclo
Para obtener las variablesy magnitudes desconocidas haremos uso de las fórmulas que figuran en el cuadro-resumen de las transformaciones termodinámicas.
1. Transformación A->B (isoterma)
La presión pB se calcula a partirde la ecuación del gas ideal
Variación de energía interna
Trabajo
Calor
2. Transformación B->C (adibática)
La ecuación de estado adiabática es o bien, . Se despeja vc de la ecuación de laadiabática . Conocido vc y T2 se obtiene pc, a partir de la ecuación del gas ideal. .
Calor
Variación de energía interna
Trabajo
3. Transformación C->D (isoterma)
Variación de energía internaTrabajo
Calor
 
4. Transformación D-> A (adibática)
Se despeja vD de la ecuación de la adiabática . Conocido vD y T2 se obtiene pD, a partir de la ecuación del gas ideal. .
Calor
Variaciónde energía interna
Trabajo
 
El ciclo completo
Variación de energía interna

En un proceso cíclico reversible la variación de energía interna es cero
Trabajo

Los trabajos en las...