Mantenimiento

CICLO DE CARNOT

Es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo.
Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina deCarnot. Trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento vienedefinido, como en todo ciclo, por
Si , lo que conduce al enunciado de Kelvin-Planck El rendimiento de un motor de Carnot es el valor límite que teóricamente alcanzaría la máquina reversible, de forma queel rendimiento térmico de una maquina real es inferior a ese límite.
En un ciclo reversible de Carnot siempre se cumple
El trabajo neto W efectuado por el sistema durante el ciclo está representadopor el área encerrada en la trayectoria abcd. La cantidad de energía calórica neta recibida por el sistema se obtiene por la diferencia entre Q2 y Q1. Como el estado inicial y final es el mismo, no haycambio en la energía interna U del sistema. Por lo tanto, según la primera ley de termodinámica: W = Q1 – Q2.
El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas: dos procesos isotermos (a temperaturaconstante) y dos adiabáticos (aislados térmicamente) 1. Expansión isoterma: (proceso 1 → 2 en el diagrama) Se parte de una situación en que el gas se encuentra al mínimo volumen del ciclo y a temperatura T1de la fuente caliente. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente de temperatura T1, haciendo que el gas se expanda. Al expandirse, el gas tiende a enfriarse, pero absorbe calorde T1 y mantiene su temperatura constante. Al tratarse de un gas ideal, al no cambiar la temperatura tampoco lo hace su energía interna, y despreciando los cambios en la energía potencial y lacinética, a partir de la 1ª ley de la termodinámica vemos que todo el calor transferido es convertido en trabajo:
2. Desde el punto de vista de la entropía, ésta aumenta en este proceso: por definición,...