Motores termicos

Motores Térmicos.
En la termodinámica, un motor térmico es un sistema que realiza la conversión de calor o energía térmica en trabajo mecánico. Para ello, con lo que una sustancia de trabajo a partir de una temperatura de estado bajo a un estado de alta temperatura. Una "fuente" de calor genera energía térmica que trae la sustancia de trabajo al estado de alta temperatura. La sustancia detrabajo genera trabajo en el "cuerpo de trabajo" del motor durante la transferencia de calor al "sumidero" más frío hasta que alcance un estado de baja temperatura. Durante este proceso, parte de la energía térmica se convierte en trabajo mediante la explotación de las propiedades de la sustancia de trabajo. La sustancia de trabajo puede ser cualquier sistema con una capacidad de calor distinto decero, pero normalmente es un gas o líquido.
En general un motor convierte la energía en trabajo mecánico. Los motores de calor se distinguen de otros tipos de motores por el hecho de que su eficacia está limitada fundamentalmente por el teorema de Carnot. A pesar de esta limitación, la eficiencia puede ser un inconveniente, una ventaja de los motores de calor es que la mayoría de las formas deenergía pueden ser fácilmente convertidos en calor por procesos tales como reacciones exotérmicas, la absorción de partículas de luz o energético, la fricción, la disipación y resistencia. Dado que la fuente de calor que suministra energía térmica al motor por lo tanto puede ser alimentado por prácticamente cualquier tipo de energía, motores de calor son muy versátiles y tienen una amplia gama deaplicabilidad.
Motores térmicos se confunden a menudo con los ciclos que tratan de imitar. Normalmente, cuando se describe el dispositivo físico 'motor' el término se utiliza. Al describir el modelo se utiliza el término "ciclo".
En termodinámica, motores térmicos a menudo se modelan mediante un modelo estándar de ingeniería, tales como el ciclo Otto. El modelo teórico se puede refinar y aumentada condatos reales de un motor en funcionamiento, el uso de herramientas tales como un diagrama indicador. Dado que muy pocas implementaciones reales de los motores térmicos coinciden exactamente con sus ciclos termodinámicos fundamentales, se podría decir que un ciclo termodinámico es un caso ideal de un motor mecánico. En cualquier caso, la plena comprensión de un motor y su eficiencia requiere laobtención de una buena comprensión del modelo teórico, los matices prácticos de un motor mecánico actual, y las discrepancias entre los dos.
En términos generales, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre la fuente de calor y el disipador de frío, mayor es el potencial de eficiencia térmica del ciclo. En la Tierra, el lado frío de cualquier motor térmico se limita a estar cerca de latemperatura ambiente del medio ambiente, o no mucho menor que 300 Kelvin, por lo que la mayoría de los esfuerzos para mejorar las eficiencias termodinámicas de diversos motores de calor se centran en el aumento de la temperatura de la fuente, dentro de los límites de materiales. La eficiencia máxima teórica de un motor de calor es igual a la diferencia de temperatura entre los extremos caliente y fríodividido por la temperatura en el extremo caliente, todos expresados en temperatura absoluta o grados Kelvin.
La eficiencia de los distintos motores de calor propuestos o utilizados en la actualidad oscila entre 3 por ciento para la propuesta de potencia océano OTEC a través de 25 por ciento para los motores de la mayoría de automóviles, a 45 por ciento para una central eléctrica a carbónsupercrítico, a alrededor de 60 por ciento para un vapor-enfrió combinado turbina de gas de ciclo.
Todos estos procesos obtienen su eficiencia debido a la caída de temperatura a través de ellos.
Potencia
Los motores de calor se pueden caracterizar por su potencia específica, que típicamente se da en kilovatios por litro de desplazamiento del motor. El resultado ofrece una aproximación de la salida...