Maq. Termicas

Maquina Térmica
Una maquina térmica se puede definir como un dispositivo que funciona en un ciclo termodinámico y que realiza cierta cantidad de trabajo neto positivo a través de la transferencia de calor desde un cuerpo a temperatura elevada y hacia un cuerpo a baja temperatura. Con frecuencia el termino maquina térmica se utiliza en un sentido más amplio que incluye a todos los dispositivosque producen trabajo. Entre las que tenemos las maquinas refrigerantes y las bombas de calor. El mejor ejemplo de estas maquinas térmicas son los refrigeradores y bombas de calor que tienen como fin enfriar o calentar un entorno.
Características del ciclo de Carnot
 El ciclo de Carnot utiliza dos fuentes una de Baja temperatura y otra a Alta temperatura las cuales sin importar la cantidad decalor que se transfiera permanecen constantes.
 Todos los procesos del ciclo de Carnot son reversibles y por ser así todo el ciclo se podría invertir.
 El fluido de trabajo de una maquina térmica en el ciclo de Carnot debe tener una temperatura infinitesimalmente mayor que la fuente de alta temperatura y temperatura infinitesimalmente inferior que la fuente de baja temperatura e el caso deun refrigerador.
Postulado de la segunda ley asociado a las Maquinas térmicas y Maquinas Refrigerante
Enunciado de Kevin-Planck: es imposible construir un dispositivo que funcione en un ciclo y no produzca ningún otro efecto que elevar un peso e intercambiar calor con un solo dispositivo.
Este enunciado propone que es imposible construir una maquina térmica a la cual se le aplique ciertacantidad de calor y lo transforme en una cantidad igual de trabajo, la única manera es a través de una transferencia de calor y eso solo si hay dos niveles de temperatura.
Enunciado de Clausius: es imposible construir un dispositivo que funcione en un ciclo y no produzca otro efecto que la transferencia de calor de un cuerpo mas frio a otro mas caliente.
En este enunciado se relaciona con elrefrigerador o bomba de calor. En efecto establece que es imposible construir un refrigerador que funcione sin suministrarle trabajo. Ya que el ciclo de refrigeración necesita que al fluido de trabajo se le aplique un trabajo en el compresor.
Estos dos enunciados tienen tres particularidades: la primera es que la base de la segunda ley viene dado por la evidencia experimental ya que se han realizadovarios experimentos que directa o indirectamente demuestran la segunda ley y nunca se ha realizado nunca una prueba que demuestre lo contrario.
La segunda observación es que estos dos enunciados son equivalentes o sea que una violación del enunciado de Kevin-plack significaría una violación del enunciado de Clausius.
La tercera es la imposibilidad de construir una maquina de movimiento perpetuodel segundo tipo.
Eficiencia de una maquina térmica
Se dice que la eficiencia es la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta pero se debe definir la salida y la entrada. Se puede decir que una maquina térmica, la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta es el calor de la fuente de alta temperatura ( costo del combustible) laeficiencia térmica se define como:
ðTérmica = W (Energía que se busca) = Qh - Ql = 1 - Ql
Qh (Energía que cuesta) Qh Qh
La eficiencia de un refrigerador se expresa en términos del coeficiente de rendimiento, que se identifica con el símbolo ðð En un refrigerador, la energía que se busca es el calor que se transfiere desde el espacio refrigerado. La energía que cuesta es el trabajo, así elcoeficiente de rendimiento, ð, es:
ð = Ql (Energía que se busca) = Ql = 1
W ( Energía que cuesta) Qh - Ql Qh/Ql - 1
En una bomba de calor el objetivo es el calor que se transfiere desde el refrigerante al cuerpo de alta temperatura, que es el espacio que se quiere calentar el coeficiente de rendimiento es:
ð = Ql (Energía que se busca) = Qh = 1
W ( Energía que cuesta) Qh - Ql 1- Ql/Qh
Maquinas...