Lanchita Pop-Pop

Proyecto Final

La lanchita pop-pop


Proyecto final de la experiencia educativa Termodinámica


Rosario Gómez Cortés

03/05/2012



 
Introducción
La termodinámica basa sus análisis en algunas leyes: La Ley “cero”, referente al concepto de temperatura, la Primera Ley de la termodinámica, que nos habla del principio de conservación de la energía, la Segunda Ley de latermodinámica, que nos define a la entropía.
La Ley cero
La Ley cero de la termodinámica nos dice que si tenemos dos cuerpos llamados A y B, con diferente temperatura uno de otro, y los ponemos en contacto, en un tiempo determinado t, estos alcanzarán la misma temperatura, es decir, tendrán ambos la misma temperatura. Si luego un tercer cuerpo, que llamaremos C se pone en contacto con A y B, también alcanzarála misma temperatura y, por lo tanto, A, B y C tendrán la misma temperatura mientras estén en contacto.
De este principio podemos inducir el de temperatura, la cual es una condición que cada cuerpo tiene y que el hombre ha aprendido a medir mediante sistemas arbitrarios y escalas de referencia (escalas termométricas).
Cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero se encuentranen equilibrio térmico entre sí.
A fin de explicar el concepto de equilibrio térmico considere dos bloques de cobre de la misma geometría y peso, aislados de los alrededores, pero en contacto entre sí. Uno de los bloques esta mas caliente que el otro por lo tanto su temperatura es mayor, su resistencia eléctrica y su volumen también lo son. Al entrar en contacto los dos bloques aislados de susalrededores se produce un intercambio(interacción), energética, que puede observarse a través del decremento de temperatura, volumen y resistencia eléctrica en el bloque mas caliente; al mismo tiempo se lleva acabo un aumento de las mismas propiedades en el bloque frío. Cuando todos los cambios observables cesan, esta interacción la térmica o de calor a terminado y se dice que ambos bloques hanalcanzado el equilibrio térmico.
La Primera y Segunda Ley
La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor.El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos.
δQ≡dU+δW
El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido. De forma empírica, se llega así al primer enunciado del Segundo Principio:
Enunciado de Kelvin-Planck
No es posibleninguna transformación cíclica que transforme íntegramente el calor absorbido en trabajo.
Este enunciado implica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo debe cederse en forma de calor a otro foco térmico, es decir, una máquina debe trabajar al menos entre dos focos térmicos. El esquema más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:


Absorbe unacantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1
Produce una cantidad de trabajo W
Cede una cantidad de calor Q2 a un foco frío a una temperatura T2
Como la máquina debe trabajar en ciclos, la variación de energía interna es nula. Aplicando el Primer Principio el trabajo producido se puede expresar:





El motor pop-pop es un motor de vapor muy sencillo que no contienepartes móviles. El mecanismo, como se conoce en su forma actual, fue patentado en el Reino Unido por Désirée Thomas Piot en el año de 1891. Desde su concepción el motor ha sido principalmente usado como fuente de propulsión para modelos de botes a escala, y también como una importante herramienta didáctica. La escasa, o mas bien inexistente, aplicación industrial de este tipo de motor se debe a su...