PTYE

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE INGENIERÍA                                                                          
DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS








PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA Y ELECTROMAGNETISMO

INTRODUCCION A LOS CICLOS TERMODINAMICOS




GRUPO: 9





Castro Rodríguez Gilberto






15 de Octubre 2013
M.I. Manuel de Jesús VacíoGonzález
2014-1
INTRODUCCION

Un ciclo termodinámico es la serie de procesos termodinámicos, donde el sistema regresa a su estado inicial; y donde la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema es nula.

 Ciclo Otto

Este ciclo está formado por seis pasos.


r = VA / VB la razón de compresión igual al cociente entre el volumen al inicio del ciclo de compresión y al final deél.



Un ciclo Otto ideal es una aproximación teórica al comportamiento de un motor de explosión
Admisión
El pistón baja con la válvula de admisión abierta, aumentando la cantidad de mezcla (aire + combustible) en la cámara.
Compresión
El pistón sube comprimiendo la mezcla. Dada la velocidad del proceso la mezcla no tiene posibilidad de intercambiar calor con el ambiente, por lo que elproceso es adiabático.
Combustión
Con el pistón en su punto más alto, salta la chispa de la bujía. El calor generado en la combustión calienta bruscamente el aire, que incrementa su temperatura a volumen prácticamente constante.
Expansión
La alta temperatura del gas empuja al pistón hacia abajo, realizando trabajo sobre él. Por ser un proceso muy rápido se aproxima por una curva adiabáticareversible.
Escape
Se abre la válvula de escape y el gas sale al exterior, empujado por el pistón a una temperatura mayor que la inicial, siendo sustituido por la misma cantidad de mezcla fría en la siguiente admisión. El sistema es  abierto. Cuando el pistón está en su punto más bajo, el volumen permanece aproximadamente constante.
En total, el ciclo se compone de dos subidas y dos bajadas delpistón, razón por la que se le llama motor de cuatro tiempos.
En un motor real de explosión varios cilindros actúan simultáneamente, de forma que la expansión de alguno de ellos realiza el trabajo de compresión de otros.
3.1 Intercambio de calor
De los cuatro procesos que forman el ciclo cerrado, no se intercambia calor en los procesos adiabáticos A→B y C→D. Dado que el proceso sucede avolumen constante, el calor coincide con el aumento de la energía interna


En la expulsión de los gases D→A el aire sale a una temperatura mayor que a la entrada, liberando posteriormente un calor | Qf | al ambiente. El valor absoluto viene de que, siendo un calor que sale del sistema al ambiente.


.
Trabajo realizado

En la compresión de la mezcla A→B, se realiza un trabajo positivo sobreel gas. Al ser un proceso adiabático, todo este trabajo se invierte en incrementar la energía interna, elevando su temperatura:

En la expansión C→D es el aire el que realiza trabajo sobre el pistón. De nuevo este trabajo útil equivale a la variación de la energía interna

Este trabajo es negativo, por ser el sistema el que lo realiza.
El trabajo útil realizado por el motor será el trabajoneto entregado, igual a lo que produce (en valor absoluto) menos lo que emplea en funcionar


La variación de la energía interna es nula al finalizar el ciclo. Esto implica que el calor neto introducido en el sistema debe ser igual al trabajo neto realizado por este, en valor absoluto.

Rendimiento
El rendimiento  de una máquina térmica se define, como “lo que sacamos dividido por lo que noscuesta”. En este caso, lo que sacamos es el trabajo neto útil, | W | . Lo que nos cuesta es el calor Qc, que introducimos en la combustión. No podemos restarle el calor | Qf | ya que ese calor se cede al ambiente.



Ciclo Diésel

Un ciclo Diésel ideal es un modelo simplificado de lo que ocurre en un motor diésel. En un motor de esta clase, a diferencia de lo que ocurre en un motor de...