Termodinamica


Índice





Introducción 2
Desarrollo 3
1. CICLOS TERMODINÁMICOS 3
1.1. CICLO OTTO. 3
1.2. CICLO DIÉSEL 6
1.3. CICLO RANKINE. 10
1.4. CICLO DE REFRIGERACIÓN. 14
2. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR. 17
2.1. CONDUCCION DE CALOR. 17
2.2. CONVECCION. 19
2.3. Radiación 20
2.4. Mecanismos Simultáneos 22
Bibliografías 23
Libros 23





Introducción

Ciclos Termodinámicos

Se denomina ciclotermodinámico al proceso que tiene lugar en:
Dispositivos destinados a la obtención de trabajo a partir de dos fuentes de calor a distinta temperatura (Máquinas Térmicas) o, de manera inversa, a producir el paso de calor de la fuente de menor temperatura a la fuente de mayor temperatura mediante la aportación de trabajo (Refrigeradores y Bombas de Calor).
El rendimiento es el principal parámetro quecaracteriza a un ciclo termodinámico y se define como el trabajo obtenido dividido por el calor gastado en el proceso, en un mismo tiempo de ciclo completo si el proceso es continuo.
La eficiencia térmica del ciclo mide qué cantidad del calor ingresado es convertido en trabajo útil.
Este parámetro es diferente según los múltiples tipos de ciclos termodinámicos que existen, pero está limitado por elfactor o rendimiento del ciclo de Carnot.


TRANSFERENCIA DE CALOR

Proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están en distinto nivel energético. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de losmecanismos predomine sobre los otros dos.
La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. La convección se produce a través del movimiento de un líquido o un gas en contacto con un cuerpo de temperatura diferente.
Por ejemplo, el calor se transmite a través de la paredde una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.

Desarrollo

1. CICLOS TERMODINÁMICOS


1.1. CICLO OTTO.

Muchas de las máquinas térmicas que se construyen en la actualidad (motores de camiones, coches, maquinaria, etc.) estánprovistas de un motor denominado motor de cuatro tiempos. El ciclo que describe el fluido de trabajo de dichas máquinas se denomina ciclo de Otto, inventado a finales del siglo XIX por el ingeniero alemán del mismo nombre.
En el ciclo de Otto, el fluido de trabajo es una mezcla de aire y gasolina que experimenta una serie de transformaciones (seis etapas, aunque el trabajo realizado en dos de ellas secancela) en el interior de un cilindro provisto de un pistón.
El proceso consta de seis etapas:
1. 01 - Admisión: la válvula de admisión se abre, permitiendo la entrada en el cilindro de la mezcla de aire y gasolina. Al finalizar esta primera etapa, la válvula de admisión se cierra. El pistón se desplaza hasta el denominado punto muerto inferior (PMI).
2. 12 - Compresión adiabática: la mezcla deaire y gasolina se comprime sin intercambiar calor con el exterior. La transformación es por tanto isentrópica. La posición que alcanza el pistón se denomina punto muerto superior (PMS). El trabajo realizado por la mezcla en esta etapa es negativo, ya que ésta se comprime.
3. 23 - Explosión: la bujía se activa, salta una chispa y la mezcla se enciende. Durante esta transformación la presión aumenta avolumen constante.
4. 34 - Expansión adiabática: la mezcla se expande adiabáticamente. Durante este proceso, la energía química liberada durante la combustión se transforma en energía mecánica, ya que el trabajo durante esta transformación es positivo.
5. 41 - Enfriamiento isócoro: durante esta etapa la presión disminuye y la mezcla se enfría liberándose calor al exterior.
6. 10 - Escape: la...