Ciclo De Carnot
Ciclo de Carnot
Como ejemplo de Ciclo de Carnot consideraremos el caso de una máquina térmica compuesta por un gas ideal situado en el interior de un cilindro con un pistón. Para que el ciclosea reversible debemos suponer que no existe fricción en el sistema y todos los procesos son cuasiestáticos.
Para un sistema de este tipo los cuatro pasos son los siguientes:
Expansión isoterma C→D
Elgas se pone en contacto con el foco caliente aTc y se expande lentamente. Se extrae trabajo del sistema, lo que provocaría un enfriamiento a una temperatura ligeramente inferior a Tc, que es compensadopor la entrada de calor Qc desde el baño térmico. Puesto que la diferencia de temperaturas entre el baño y el gas es siempre diferencial, este proceso es reversible. De esta manera la temperaturapermanece constante. En el diagrama pV, los puntos de este paso están sobre una hipérbola dada por la ley de los gases ideales
Expansión adiabática D→A
El gas se aísla térmicamente del exterior y secontinúa expandiendo. Se está realizando un trabajo adicional, que ya no es compensado por la entrada de calor del exterior. El resultado es un enfriamiento según una curva dada por la ley de PoissonCompresión isoterma A→B
Una vez que ha alcanzado la temperatura del foco frío, el gas vuelve a ponerse en contacto con el exterior (que ahora es un baño a temperatura Tf). Al comprimirlo el gas tiende acalentarse ligeramente por encima de la temperatura ambiente, pero la permeabilidad de las paredes permite evacuar calor al exterior, de forma que la temperatura permanece constante. Esta paso es denuevo una hipérbola según la lay de los gases ideales.
Compresión adiabática B→C
El gas se vuelve a aislar térmicamente y se sigue comprimiendo. La temperatura sube como consecuencia del trabajorealizado sobre el gas, que se emplea en aumentar su energía interna. Los puntos de este camino están unidos por una curva dada por la ley de Poisson
El ciclo no cuenta con aplicaciones visibles, hasta...
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