Maquinas Termicas

MAQUINAS TÉRMICAS: PRINCIPIOS, FUNCIONAMIENTO Y APLICACIONES
OBJETIVO
Conocer las leyes de la termodinámica, enfocándonos en la segunda.
Conocer los principios, el funcionamiento y aplicaciones de las
maquinas térmicas.
Revisar los diferentes ciclos que se utilizaron y utilizan en
máquinas térmicas.
Revisar los tipos de combustible más comunes utilizados por las
maquinas térmicas.Revisar los tipos de lubricantes más comunes así como la manera de
escoger el más adecuado para las diferentes maquinas térmicas.

INTRODUCCIÓN
TERMODINÁMICA
La termodinámica puede definirse como el tema de la Física que estudia
los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo.
Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un
cuerpo a otro por mediosmecánicos. El calor es una transferencia de
energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O
sea, el calor es muy semejante al trabajo.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA
Primera ley: "La energía no se crea ni se destruye: solo se
transforma"
Segunda ley: “En un estado de equilibrio, los valores que toman
los parámetros característicos de un sistema termodinámico cerrado
sontales que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en
función de dichos parámetros, llamada entropía”.
“Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme
calor en trabajo sin aumentar la energía termodinámica del
ambiente. Debido a esto podemos concluir, que el rendimiento

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energético de una máquina térmica cíclica que convierte calor en
trabajo, siempreserá menor a la unidad, y ésta estará más próxima
a la unidad, cuanto mayor sea el rendimiento energético de la
misma. Es decir, cuanto mayor sea el rendimiento energético de una
máquina térmica, menor será el impacto en el ambiente, y
viceversa”.
Tercera ley: "No se puede llegar al cero absoluto mediante una
serie finita de procesos"
"La entropía de cualquier sustancia pura en equilibriotermodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a
cero".
MAQUINAS TERMICAS
Una máquina térmica es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en
trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua,
aire,
combustible)
que
realiza
una
serie
de transformaciones
termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar
de forma continua. Através de dichas transformaciones la sustancia
absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) que transforma en
trabajo.
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.
Una máquina debe trabajar al menos entre dos focos térmicos. Elesquema
más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:

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1.- Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura
T1.
2.- Produce una cantidad de trabajo W.
3.- 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 sepuede expresar:

En general, se define Potencia (P) como el trabajo dividido por el
tiempo, en caso de las máquinas corresponde entonces al trabajo producido
en un segundo. En el S.I. de Unidades se mide en Watios (J/s).

BREVE HISTORIA
La historia de los motores de combustión interna es relativamente
reciente. Comienza en la segunda mitad del siglo pasado. Históricamente
el motor decombustión interna fue un perfeccionamiento del motor de
combustión externa o máquina de vapor; así como posteriormente la turbina
de gas de ciclo abierto de combustión interna fue a su vez un ulterior
desarrollo del motor alternativo de combustión interna. Al desarrollo
espectacular de los motores de combustión interna han contribuido un gran
número de investigadores de los principales...