Termodinamica

INTRODUCCION


Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.
No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones deestado del sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.
Un ciclo termodinámico adopta la forma de una curva cerrada. En este diagrama el volumende un sistema es representado en abscisas y la presión en ordenadas de forma que como

Se tiene que el trabajo por cambio de volumen (o en general, si no se usa una rueda de paletas o procedimiento similar) es igual al área descrita entre la línea que representa el proceso y el eje de abscisas.
El sentido de avance, indicado por las puntas de flecha, nos indica si el incremento de volumen espositivo (hacia la derecha) o negativo (hacia la izquierda) y, como consecuencia, si el trabajo es positivo o negativo, respectivamente.
Por lo tanto, se puede concluir que el área encerrada por la curva que representa un ciclo termodinámico en este diagrama, indica el trabajo total realizado (en un ciclo completo) por el sistema, si éste avanza en sentido horario o, por el contrario, el trabajototal ejercido sobre el sistema si lo hace en sentido anti horario.

CICLO TERMODINÁMICO:

Es un proceso o conjuntos de procesos por los que un sistema evoluciona volviendo al mismo estado inicial.

Para todo ciclo se cumple que:

∆U=0 ; Q=W

Ciclo reversible: (todos los estados son de equilibrio). Puede representarse en diagramas PV , TS,

C. Carnot

Tc>TF

TC

A
Q1B

TC

TF

D
Q2

C

TF

C. Carnot

El área dentro del ciclo en un diagrama PV representa el trabajo y en un diagrama TS el calor

Los ciclos termodinámicos permiten:

a) Convertir calor en trabajo por interacción con dos focos térmicos ‐Máquinas o
Motores térmicos. Se describen en sentido horario

b) Pasar calor de un foco frío a otro a mayor temperatura ‐frigoríficos obombas
de calor. Se describen en sentido antihorario

Motor: 1 → 2→ 3→4 →1

Ciclo horario

W>0

Refrigerador o bomba de calor

1→4→3→2→1

Ciclo antihorario

W<0

MOTOR O MAQUINA TERMICA

El ciclo se utiliza para convertir calor en trabajo. Por ello:
(W>0, sentido horario

Tc>TF

A

Q1

Carnot

B

TC
D

Q2

C

TF

A→B Expansiónisotérmica U=0, Q1=WAB>0

U 0;

QC  QF Q W 0

B→C Expansión adiabática U=‐WBC>0
C→D Compresión isoterma U=0; Q2=WCD<0



QC QF
QC

Wutil
QC

D→A Compresión adiabática U=‐WDA<0

 1

MAQUINA FRIGORIFICA Y BOMBA DE CALOR

El fluido cede calor del foco caliente

A

Q1

Tc>TF

Carnot
Inverso

B

TC
D

Q2

C

TF

Elfluido toma calor del foco frio

U 0;

QC QF Q W 0

QF

W

QF
QC QF



TF
TC TF

bomba

QC

W

QC
QC QF



TC
TC TF

 1



PRINCIPAPALES CICLOS

 DE POTENCIA

* Ideal de carnot

* Rankine

* Brayton

* Stirling

DEREFRIGERACION

* De Carnot inverso

* Refrigeración por compresión

* Por absorción

EL CICLO DE CARNOT

El ciclo de Carnot se produce cuando un equipo que trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior....