Fronteras-Termodinámica

Termodinámica

Breve investigación de:

a) ¿Qué es un depósito de Energía Térmica? ¿Qué diferencia existe entre una fuente de calor y un sumidero?
Respuesta:
Un depósito de energía térmica o foco térmico es un cuerpo con una gran capacidad de energía térmica (masa x calor específico) que puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin que sufra ningún cambio de temperatura.Ejemplos: océanos, mares, la atmósfera, hornos industriales, etc.

La diferencia entre fuente de calor y sumidero es que una fuente es un depósito o foco que suministra energía en forma de calor y el sumidero es un depósito o foco que absorbe energía en forma de calor.

b) ¿Qué es una máquina térmica y que la caracteriza?
Respuesta:
Una Máquina Térmica es un dispositivo que convierte caloren trabajo. Las máquinas térmicas difieren considerablemente unas de otras, pero todas se caracterizan por:
1. Reciben calor de una fuente de alta temperatura.
2. Convierten parte de este calor en trabajo.
3. Liberan calor en un sumidero de baja temperatura.
4. Operan en un ciclo.
Las máquinas térmicas y otros dispositivos cíclicos suelen incluir un fluido al y desde el cual el calor setransfiere energía mientras se somete a un ciclo: fluido de trabajo.

c) ¿Qué es la eficiencia térmica y como se expresa matemáticamente?
Respuesta:
El rendimiento térmico o eficiencia de una máquina térmica es un coeficiente o ratio adimensional calculado como el cociente de la energía producida (en un ciclo de funcionamiento) y la energía suministrada a la máquina (para que logre completar elciclo termodinámico). Se designa con la letra griega η:


d) ¿Qué es un refrigerador? ¿Qué es una bomba de calor? ¿Cómo se define el coeficiente de desempeño en estas máquinas térmicas?
Respuesta:
Los refrigeradores son dispositivos cíclicos que transfieren calor de una región de temperatura baja a una de temperatura alta.
Bomba de calor: es un dispositivo que transfiere calor de un mediode baja temperatura a uno de alta temperatura.
El Coeficiente de desempeño se define como:
Para refrigeradores:

Para Bombas de calor:


e) ¿Qué es un proceso reversible? ¿Qué diferencia hay entre un proceso internamente reversible de uno externamente reversible? De ejemplos.
Procesos reversibles son aquellos que hacen evolucionar a un sistema termodinámico desde un estado deequilibrio[] inicial a otro nuevo estado de equilibrio final a través de infinitos estados de equilibrio.
Diferencia entre proceso internamente reversible y externamente reversible:
Un proceso es irreversible si el sistema y sus alrededores no pueden regresar a su estado inicial.
Cuando el calor es transferido reversiblemente a través de una diferencia de temperatura infinitesimal. Se dice que esteproceso es internamente reversible, porque nada ocurre dentro del sistema para que éste sea irreversible, pero es externamente irreversible.
Un proceso satisface nuestra definición de proceso reversible únicamente si es interna y externamente reversible. Los procesos adiabáticos e isotérmicos sin fricción son interna y externamente reversibles. Un proceso que involucra fricción u otra irreversibilidaddentro del sistema, y también intercambia calor con
Ejemplos:
Proceso reversible: un pequeño aumento de temperatura en el sistema hace que ceda energía al entorno hasta alcanzar de nuevo el equilibrio. Podemos decir que en un proceso reversible se regresa al estado inicial mediante un cambio diferencial en el entorno.

f) ¿Qué es una irreversibilidad? De ejemplos.
Respuesta: Un proceso esreversible si su dirección puede invertirse en cualquier punto mediante un cambio infinitesimal en las condiciones externas.
Proceso irreversible: En medicina, por ejemplo, designa a ciertos procesos degenerativos o dolencias incurables: "Sufre un coma irreversible."

g) ¿Qué es el ciclo de Carnot? Mencione los cuatro procesos reversibles que lo conforman.
Respuesta:
El ciclo de Carnot se...