ciclo de carnot


CICLO DE CARNOT




DOCENTE: GERMAN







PRESENTADO POR:
NICOLAS DAVID PACHON VARGAS. COD.2010261136













ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DESARROLLO AMBIENTAL
FISICOQUIMICA
BOGOTÁ D.C
2013

INTRODUCCION


Esimportante saber la importancia del ciclo de carnot para de este modo aprender a jugar con las herramientas que nos da la fisica tal como es el saber establecer los valores de Presión y Volumen del punto de inicial del proceso de compresión adiabática y generar o incorporar estos procesos a otros para creando cosas nuevas.
















CICLO DE CARNOT

El físico francés SadiNicolas Carnot (1796-832) demostró que existe u ciclo ideal, al que se le dio el nombre de ciclo de Carnot.
La importancia de este ciclo es el de mayor rendimiento de entre aquellos ciclos que trabajan entre las mismas temperaturas.
El ciclo de Carnot costa de cuatro etapas:
- Expansión isoterma. El gas se expande a temperatura constante, , absorbiendo del foco caliente una cantidad de calor . Porser la transformación isoterma, el calor absorbido se transforma íntegramente entrabajo mecánico.
- Expansión adiabática. Se deja de suministrar calor al sistema, que sigue expandiéndose, pero de forma adiabática. En consecuencia, el trabajo se produce a costa de la energía interna, con lo que el sistema disminuye de temperatura, hasta alcanzar un valor , verificándose que .
- Compresiónisoterma. El gas se comprime isotérmicamente, con lo que se produce una cantidad de calor , que es absorbido por el foco frío, cuya temperatura es . Por ser la transformación isoterma, el trabajo consumido en comprimir el gas se transforma íntegramente en calor.
- Compresión adiabática. El sistema deja de desprender calor y sigue comprimiéndose, pero adiabáticamente.  En consecuencia, el trabajoefectuado por el gas se emplea en aumentar su energía interna, con lo que la temperatura se eleva hasta alcanzar de nuevo el valor  reiniciándose el ciclo. Se demuestra que el rendimiento del ciclo de Carnot, que trabaja entre las temperaturas  es:



Trabajo del ciclo
Por convención de signos, un signo negativo significa lo contrario. Es decir, un trabajo negativo significa que el trabajo esrealizado sobre el sistema.
Con este convenio de signos el trabajo obtenido deberá ser, por lo tanto, negativo. Tal como está definido, y despreciando los cambios en energía mecánica, a partir de la primera ley:

Como dU (diferencial de la energía interna) es una diferencial exacta, el valor de U es el mismo al inicio y al final del ciclo, y es independiente del camino, por lo tanto la integral dedU vale cero, con lo que queda

Por lo tanto, en el ciclo el sistema ha realizado un trabajo sobre el exterior.


Teoremas de carnot
1. No puede existir una máquina térmica que funcionando entre dos fuentes térmicas dadas tenga mayor rendimiento que una de Carnot que funcione entre esas mismas fuentes térmicas.
Para demostrarlo supondremos que no se cumple el teorema, y se verá que el nocumplimiento transgrede la segunda ley de la termodinámica. Tenemos pues dos máquinas, una llamada X y otra, de Carnot, R, operando entre las mismas fuentes térmicas y absorbiendo el mismo calor de la caliente. Como suponemos que , y por definición
, donde  y  denotan el trabajo producido y el calor cedido a la fuente fría respectivamente, y los subíndices la máquina a la que se refieren.
Como R esreversible, se le puede hacer funcionar como máquina frigorífica. Como , la máquina X puede suministrar a R el trabajo  que necesita para funcionar como máquina frigorífica, y X producirá un trabajo neto . Al funcionar en sentido inverso, R está absorbiendo calor  de la fuente fría y está cediendo calor  a la caliente.
El sistema formado por las dos máquinas funciona cíclicamente realizando un...