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Maquinas Térmicas MAZ 222

Cáp. I PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA 1.1. INTRODUCCIÓN.- ¿Qué es la Termodinámica? La Termodinámica es una herramienta analítica teórica y práctica que interpreta fenómenos naturales desde el punto de vista de las relaciones de materia y energía. La palabra Termodinámica” fue usada por vez primera en 1850 por W. Thomson (Lord Kelvin) como combinación de los vocablosgriegos que significa “termo” (calor) y “dinamys” que significa (potencia o fuerza). La Termodinámica estudia el intercambio de energía en sus diversas formas, su interacción con los equipos, las propiedades de la materia y el uso racional de la energía. Dentro del campo automotriz la termodinámica estudia las transformaciones energéticas de la sustancia de trabajo, esto permite explicar de cómose transforma la Energía química del combustible en energía mecánica (AIRE + COMBUSTIBLE GASES DE COMBUSTION) lo que da lugar a la definición de los motores de combustión interna que son considerados como maquinas térmicas.

Graf. 1.1. Transformaciones energéticas de los MCI Una maquina térmica está compuesto por un sistema de elementos mecánicos y sustancias termodinámicos de trabajo quepermiten TRANSFORMAR EL CALOR GENERADO EN LA COMBUSTION EN TRABAJO MECANICO. El calor en los MCI, es el resultado de un proceso de reacción química exotérmico entre una sustancia, COMBUSTIBLE normalmente liquida o gaseosa y el OXIGENO de aire. El trabajo es la consecuencia del desplazamiento del pistón en forma longitudinal, que es empujado por los gases debido al proceso de combustión, estedesplazamiento lineal del pistón por medio de las bielas pasa al cigüeñal, luego al sistema de transmisión lo que da movimiento al automóvil. EJEMPLO: Los conceptos básicos que manejaremos son: Energía La materia tiene energía que existe desligada de ella, y la energía se conserva, esto es, no se puede crear o destruir, solo se puede redistribuir. Sistema El sector del universo que está en estudio. Se diceque el sistema es aislado cuando no interacciona con el medio ambiente. Medio ambiente La unión del sistema y el medio ambiente constituye el universo, que por definición es un sistema aislado, ya que nada puede existir fuera de él. Propiedades Son las características medibles de un sistema. Nosotros sólo nos vamos a ocupar de las que influyen en cambiar la condición de un sistema. Por ejemplo siun gas es maloliente o venenoso o verde o dulce, pueden ser características importantes pero no condicionan el estado del sistema ya que en general se conservan con independencia de
Lic. Ángel Vidal Baltazar Colque Pág.1

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las transformaciones físicas que este sufre, mientras mantenga su composición constante. Por ejemplo si es venenoso lo será independientemente delo que se le haga. Equilibrio Todo sistema aislado tiende al equilibrio interno, caracterizado por la ausencia de cambio de sus propiedades, y eventualmente lo alcanza espontáneamente. Estado Un sistema en equilibrio interno se puede describir especificando un número limitado de propiedades. Suelen llamarse propiedades de estado o parámetros de estado. Una propiedad de estado condiciona el estadodel sistema, lo que se manifiesta porque un cambio de cualquier propiedad de estado afecta automáticamente a las demás. Supongamos que un sistema se encuentra en equilibrio interno y se varía alguna propiedad, por ejemplo el precio. Si no cambia ninguna otra propiedad esto significa que el precio no es una propiedad de estado. En cambio si modificamos su temperatura observamos que cambia lapresión a volumen constante, o el volumen a presión constante, lo que significa que la temperatura es una propiedad de estado. Flujo o transferencia En todo sistema no aislado hay paso de masa y/o energía desde o hacia el sistema. Balance Como la masa y la energía se conservan, en todo proceso de transferencia se puede plantear un balance de estas magnitudes. Evolución Una serie de cambios que sufre...