M Quinas T Rmicas De Refrigeraci N

Máquinas térmicas de refrigeración
Refrigeración
Refrigerar suele ser sinónimo de enfriar, pero aquí se hará una clara distinción entre ambas ideas, reservando la de refrigeración para cuando el enfriamiento ocurre a temperaturas por debajo de la atmosférica (en ambos casos se trata de extraer calor del sistema, pero la refrigeración así entendida requiere el aporte de energía del exterior,mientras que el enfriamiento podría conseguirse simplemente dejando el sistema caliente en contacto con la atmósfera (aunque muchas veces también se aporte energía del exterior para acelerar este enfriamiento).







Dado que el mundo en que vivimos no está en equilibrio termodinámico, se pueden conseguir temperaturas inferiores a las del ambiente en un instante y un lugar dado por mediosnaturales, simplemente trayendo el 'frío' desde lugares más fríos, o desde el mismo lugar y tiempos más fríos
Todos estos métodos de preservar sistemas a baja temperatura estaban condicionados a la disposición de una buena envoltura aislante, que normalmente era paja o serrín, con espesores típicos de un metro.
Pero la Termodinámica enseña muchos otros procedimientos para lograr disminuir la temperaturade un sistema por debajo de la del ambiente, enseñando también que en todos los casos hace falta un aporte de energía para mantener esa condición de desequilibrio frente a la tendencia natural a la uniformización de la temperatura. Los procesos termodinámicos más usados para disminuir la temperatura sin transmisión de calor a un foco más frío son:
Disminución de la presión de vapor de un líquidoSi se considera un sistema cerrado conteniendo éter puro (C2H50C2H5) a una temperatura atmosférica de 20 °C, en el equilibrio la presión en el interior será de 59 KPa, pero si ahora se aspiran los vapores con una bomba de vacío, el sistema deja de estar en equilibrio y el líquido tiende a generar vapor para alcanzar el equilibrio
Expansión brusca de un gas o vapor (sobre todo si en ella serealiza trabajo). Si un gas encerrado a presión en un dispositivo cilindro-émbolo sufre una expansión brusca (que se podrá considerar adiabática), realizando un trabajo contra una carga (o simplemente acelerando el émbolo contra la presión atmosférica), su energía interna y por ende su temperatura habrá de disminuir para compensar el balance energético.
Mezclado endotérmico de sustancias apropiadas.Al mezclar hielo y sal, ambos a O °C, la mezcla puede disminuir su temperatura hasta -21 °C, si las proporciones son adecuadas y la transmisión de calor al ambiente despreciable. También al mezclar adiabáticamente agua y aire a la misma temperatura ésta puede disminuir hasta la de saturación adiabática.
Efecto Peltier, que es un flujo cruzado debido al acoplamiento de un gradiente térmico con ungradiente de potencial eléctrico de la misma dirección. Los correspondientes flujos primarios son disipativos, pero el flujo transversal de calor debido al acoplamiento es reversible, esto es, cambia de sentido al cambiar el sentido de uno de los gradientes aplicados.
Todas las máquinas refrigerantes basadas en la vaporización de un líquido funcionan de manera análoga: el líquido tiende a enfriarsepor la vaporización y puede extraer calor de una carga, pero para que la máquina funcione cíclicamente es necesario reciclar el vapor producido y devolverlo a su fase líquida, lo que se puede hacer por compresión mecánica del vapor, por compresión dinámica en un eyector, o por absorción y desorción química con otro fluido. Los refrigeradores más comunes son los de compresión mecánica de vapor.Los de absorción se usan cuando sólo se dispone de calor o éste es muy barato; los de chorro de vapor se usan cuando hay mucho vapor barato; los de ciclo de gas se usan en el acondicionamiento de cabinas de aviones; los termoeléctricos se usan cuando la baja eficiencia no es problema y la carga térmica es muy pequeña, y se desea un equipo diminuto y sin partes móviles.










El ciclo de...