CICLOS TERMODIN MICOS
Páginas: 23 (5684 palabras)
Publicado: 3 de julio de 2015
CICLOS TERMODINÁMICOS
Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos en los que un sistema parte de una situación inicial y tras aplicar dichos procesos regrese al estado inicial. Como procesos termodinámicos se conoce a la variación de las propiedades termodinámicas del sistema (presión, entropía, volumen, entalpía y temperatura) desde un estado inicial a un estadofinal.
No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones de estado del sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma decalor y trabajo realizados por el sistema.
Al realizar un ciclo completo, la variación de la energía interna debe ser nula por lo tanto el calor transferido por el sistema debe de ser igual al trabajo realizado por el sistema (como dicta la primera ley de la termodinámica). Lo importante es que gracias a esta propiedad se puede obtener trabajo de un sistema mediante un aporte calorífico. Si elrendimiento fuese perfecto todo el calor que se suministra se podría transformar en calor, pero esto no es así ya que hay pérdidas de calor.
En un ciclo termodinámico ΔU=0, o lo que es igual W=Q. Es decir el calor neto comunicado al sistema es igual al trabajo neto realizado por el mismo.
Representado en un diagrama P-V (presión / volumen específico), un ciclo termodinámico adopta la forma de unacurva cerrada. En este diagrama el volumen de un sistema es representado en abscisas y la presión en ordenadas de forma que como:
Se tiene que el trabajo por cambio de volumen (o en general, si no se usa una rueda de paletas o procedimiento similar) es igual al área descrita entre la línea que representa el proceso y el eje de abscisas.
El sentido de avance, indicado por las puntas de flecha,nos indica si el incremento de volumen es positivo (hacia la derecha) o negativo (hacia la izquierda) y, como consecuencia, si el trabajo es positivo o negativo, respectivamente.
Por lo tanto, se puede concluir que el área encerrada por la curva que representa un ciclo termodinámico en este diagrama, indica el trabajo total realizado (en un ciclo completo) por el sistema, si éste avanza en sentidohorario o, por el contrario, el trabajo total ejercido sobre el sistema si lo hace en sentido anti horario.
Los ciclos termodinámicos son la aplicación más técnica de la termodinámica, ya que reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo de una máquina térmica durante el funcionamiento de ésta. Es necesario indicar que los ciclos termodinámicos constituyen una referencia teórica, quea menudo no se corresponde con exactitud con la evolución real de un fluido en el interior de una máquina térmica, debido a muchas razones como son: las irreversibilidades de los procesos, las pérdidas de calor, las fugas másicas, las pérdidas de carga en los conductos, la heterogeneidad de los fluidos circulantes, y debido igualmente a otros fenómenos de compleja simulación. En este sentidopuede afirmarse que los ciclos termodinámicos son los modelos matemáticos más sencillos, dentro del amplio espectro de modelos que pretenden simular el comportamiento de las máquinas térmicas.
Existen varios tipos de ciclos termodinámicos, una primer clasificación son los ciclos reversibles y los irreversibles.
Ciclos reversibles e Irreversibles.
Los ciclos reversibles son aquellos que hacenevolucionar a un sistema termodinámico desde un estado de equilibrio inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio.
Es decir, un proceso es reversible si, después de que ocurre, tanto el sistema como entorno pueden, por cualquier medio posible, regresar a sus estados originales. Cualquier otro proceso se conoce como irreversible.
Los procesos reversibles...
Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos en los que un sistema parte de una situación inicial y tras aplicar dichos procesos regrese al estado inicial. Como procesos termodinámicos se conoce a la variación de las propiedades termodinámicas del sistema (presión, entropía, volumen, entalpía y temperatura) desde un estado inicial a un estadofinal.
No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones de estado del sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma decalor y trabajo realizados por el sistema.
Al realizar un ciclo completo, la variación de la energía interna debe ser nula por lo tanto el calor transferido por el sistema debe de ser igual al trabajo realizado por el sistema (como dicta la primera ley de la termodinámica). Lo importante es que gracias a esta propiedad se puede obtener trabajo de un sistema mediante un aporte calorífico. Si elrendimiento fuese perfecto todo el calor que se suministra se podría transformar en calor, pero esto no es así ya que hay pérdidas de calor.
En un ciclo termodinámico ΔU=0, o lo que es igual W=Q. Es decir el calor neto comunicado al sistema es igual al trabajo neto realizado por el mismo.
Representado en un diagrama P-V (presión / volumen específico), un ciclo termodinámico adopta la forma de unacurva cerrada. En este diagrama el volumen de un sistema es representado en abscisas y la presión en ordenadas de forma que como:
Se tiene que el trabajo por cambio de volumen (o en general, si no se usa una rueda de paletas o procedimiento similar) es igual al área descrita entre la línea que representa el proceso y el eje de abscisas.
El sentido de avance, indicado por las puntas de flecha,nos indica si el incremento de volumen es positivo (hacia la derecha) o negativo (hacia la izquierda) y, como consecuencia, si el trabajo es positivo o negativo, respectivamente.
Por lo tanto, se puede concluir que el área encerrada por la curva que representa un ciclo termodinámico en este diagrama, indica el trabajo total realizado (en un ciclo completo) por el sistema, si éste avanza en sentidohorario o, por el contrario, el trabajo total ejercido sobre el sistema si lo hace en sentido anti horario.
Los ciclos termodinámicos son la aplicación más técnica de la termodinámica, ya que reproducen el comportamiento cíclico del fluido de trabajo de una máquina térmica durante el funcionamiento de ésta. Es necesario indicar que los ciclos termodinámicos constituyen una referencia teórica, quea menudo no se corresponde con exactitud con la evolución real de un fluido en el interior de una máquina térmica, debido a muchas razones como son: las irreversibilidades de los procesos, las pérdidas de calor, las fugas másicas, las pérdidas de carga en los conductos, la heterogeneidad de los fluidos circulantes, y debido igualmente a otros fenómenos de compleja simulación. En este sentidopuede afirmarse que los ciclos termodinámicos son los modelos matemáticos más sencillos, dentro del amplio espectro de modelos que pretenden simular el comportamiento de las máquinas térmicas.
Existen varios tipos de ciclos termodinámicos, una primer clasificación son los ciclos reversibles y los irreversibles.
Ciclos reversibles e Irreversibles.
Los ciclos reversibles son aquellos que hacenevolucionar a un sistema termodinámico desde un estado de equilibrio inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio.
Es decir, un proceso es reversible si, después de que ocurre, tanto el sistema como entorno pueden, por cualquier medio posible, regresar a sus estados originales. Cualquier otro proceso se conoce como irreversible.
Los procesos reversibles...
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