Termodinamica

MAQUINAS TERMICAS Y LEYES TERMODINAMICAS

Joaquín Medín Molina FISICA GENERAL 2

CONCEPTO Y RELEVANCIA SOCIAL DE MAQUINAS TERMICAS
ARTEFACTO CAPAZ DE GENERAR UN TRABAJO UTIL A PARTIR DE UNINSUMO DE CALOR EN UN PROCESO CICLICO EN EL QUE NO CAMBIA NI SU ENERGIA NI SU ENTROPIA.

•LA INVENCION DE LAS PRIMERAS MAQUINAS TERMICAS MARCA EL COMIENZO DE LA REVOLUCION INDUSTRIAL QUE HA PRODUCIDO LAETAPA MODERNA DE LA CIVILIZACION •LAS FUENTES DE ENERGIA CONVENCIONALES(PETROLEO, GAS, CARBON ,URANIO) Y SUS DERIVADOS(GASOLINA, DIESEL) SE USAN PRINCIPALMENTE COMO INSUMOS DE CALOR PARA MAQUINASTERMICAS. • HOY DIA ES URGENTE MEJORAR Y EVENTUALMENTE SUSTITUIR LAS MAQUINAS TERMICAS CONVENCIONALES SI ES QUE QUEREMOS EVITAR UN COLAPSO DE LA CIVILIZACION EN EL SIGLO 21 DEBIDO A LA ESCASEZ INMINENTEDE LAS FUENTES PRINCIPALES DE CALOR QUE UTILIZAN (PETROLEO Y GAS NATURAL) Y AL CAMBIO CLIMATICO SIN PRECEDENTES QUE SE VISLUMBRA QUE PRODUZCAN Y QUE YA HA COMENZADO.

EJEMPLO DE MAQUINA TERMICACENTRAL TERMOELECTRICA W

Petroleo carbon gas natural

Q in
Q out

mar
Q in
Q out

Fuente de calor en caldera

W

agua del mar

generador

EJEMPLO DE MAQUINA TERMICA: MOTOR DEVEHICULO
productos de combustion

Q in

gasolina+aire

Q out
SISTEMA:
MEZCLA DE GASOLINA Y AIRE

AMBIENTE:
CIGUEÑAL+PISTON RADIADOR CARBURADOR

W PROCESO CICLICO: EXPANSION Y COMPRESION DELSISTEMA
Eficiencia= lo que valoramos / por lo que pagamos= W / Qin = 30% (carro liviano)

CARACTERIZACION TERMODINAMICA DE MAQUINA TERMICA
EN UN CICLO LA MAQUINA REALIZA TRABAJO A PARTIR DEFLUJOS DE CALOR SIN CAMBIAR SU ENERGIA(E) Y ENTROPIA(S)

∆E = 0 ∆S = 0

MAQUINA TERMICA IMPOSIBLE
MAQUINA QUE EN UN PROCESO CICLICO(SIN CAMBIAR SU ENERGIA Y ENTROPIA) TRANSFORMA EL 100% DEL FLUJO DECALOR EN UN FLUJO DE TRABAJO

ESTA MAQUINA VIOLA LA SEGUNDA LEY PUES REDUCIRIA LA ENTROPIA DEL UNIVERSO Y OBLIGARIA A QUE EL SISTEMA ABSORBA CALOR SIN CAMBIAR SU ENTROPIA

EJEMPLO HIPOTETICO UN...