Segunda Ley
Termodinamica
1.
¿Qué es un ciclo termodinamico?
Se denomina ciclo termodinamico a cualquier serie de procesos
termodinamicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema
regrese a su estado inicial; es decir, que la variación de las
magnitudes termodinamicas 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 de estado del
sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos
termodinamicos es que la primera ley de la termodinamica 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.
2. ¿A qué se refiere con rendimiento Térmico?
El rendimiento térmico se expresa como la relación entre el
trabajo útil producido por un motor y la energía calórica
total contenida en el combustible, estando ambos expresados en las mismas
unidades, ya sea calóricas o de trabajo mecanico.
3 ¿Cual es la eficiencia térmica de un
ciclo?
El Ciclo de Rankine es un ciclo termodinamico
en el que se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo.
Como otros
ciclos termodinamicos, la maxima eficiencia termodinamica
es dada por el calculo de maxima eficiencia del
Ciclo deCarnot. Debe su nombre a su desarrollador, el
ingeniero y físico escocés William John Macquorn Rankine.
4. ¿Que es una maquina térmica?
Son maquinas de fluido compresible
En los motores térmicos, la energía del fluido que atraviesa la maquina
disminuye, obteniéndose energía mecanica.
En el caso de generadores térmicos, el proceso es el
inverso, de modo que el fluido incrementa su energía al atravesar la
maquina.
Los motores térmicos, son maquinas que emplean la energía
resultante de un proceso, generalmente de
combustión, para incrementar la energía de un fluido que
posteriormente se aprovecha para la obtención de energía
mecanica.
5. Menciona un ciclo mecanico
El sistema de refrigeración
Que mas se emplea es el de comprensión. En las maquinas de
este tipo constituye la parte central del sistema la bomba o
compresor, que recibe vapor a baja presión y lo comprime. Con esta
operación se elevan considerablemente la presión y la temperatura
del
vapor. Luego, este vapor comprimido y calentado fluye
por el tubo de salida hasyte el condensador o permutador térmico, donde
el vapor cede su calor al agua o aire frío que rodea al condensador. En esta forma su temperatura desciende hasta el punto de
condensación, y se convierte en líquido con la correspondiente
liberación de calor que ocurre en estos casos.
Que esun ciclo de Rankine
La eficiencia del
ciclo Rankine puede incrementarse también aumentando la presión
de operación en la caldera. Sin embargo, un
aumento en la presión de operación de la caldera origina un mayor
grado de humedad en los últimos pasos de la turbina. Este problema puede
solucionarse haciendo uso de recalentamiento, en donde
el vapor a alta presión procedente de la caldera se expande solo
parcialmente en una parte de la turbina, para volver a ser recalentado en la
caldera. Posteriormente, el vapor retorna a la turbina, en donde se expande
hasta la presión del condensador. Un ciclo ideal con recalentamiento, y su correspondiente
diagrama temperatura-entropía aparece en la siguiente figura.
Obsérvese en esta figura que el ciclo Rankine con sobrecalentamiento
solamente, sería mas eficiente que el ciclo con recalentamiento,
si en el primero fuera posible calentar el vapor hasta el estado 1' sin
incurrir en problemas de materiales.
1) A que se refiere con los refrigeradores
Menor que un ciclo de Carnot, porque se añade
calor distinto al de la temperatura mas alta. Este defecto se puede
compensar usando un ciclo regenerativo. A continuación se presentan dos métodos, aunque el
primero es muy impractico. En la figura A el
líquido se bombea hacia unos serpentines en la turbina para lograr una
transmisiónde calor. Así, podemos decir que el fluido sufre un incremento de temperatura reversible de a hasta b,
mientras que se expande y enfría reversiblemente desde d hasta e. La
eficiencia térmica de este ciclo regenerativo es igual a la del ciclo de Carnot. La
prueba es que en el ciclo existen tres condiciones:
El calor es añadido al ciclo a una temperatura constante TA
El calor es rechazado del ciclo a otra temperatura
constante TB.
Todos los procesos son, o los consideramos, reversibles.
2) Que es una bomba de calor
Una placa solar que consume 1 KW nos produce una cantidad de calor de 1 Kw; una
Bomba de Calor que consume 1 Kw ofrece calor correspondiente a 3 Kw, si
ademas se utiliza con tarifa nocturna el rendimiento seria, 6 Kw por el
precio de 1 Kw esto es C.O.P 6
Se trata de un aparato que no produce calor sino que lo transporta, tiene un
funcionamiento analogo al de las maquinas frigoríficas, pero con
sentido inverso. Toma calor del
aire, del
agua o de cualquier otro medio exterior y lo transfiere al espacio que se desea
calefactar. La eficiencia disminuye al bajar la temperatura exterior,
así como
al aumentar el salto térmico entre el exterior y el interior.
Concepto
1) Que es un proceso espontaneo
Un proceso espontaneo es aquel que tiene una tendencia natural a ocurrir
por su propia disposición.2) Que es un proceso reversible
Son idealizaciones de procesos verdaderos. Un ejemplo familiar y ampliamente
utilizado es la ecuación e Bernoulli que hemos visto para llevar a cabo
balances de flujos de entrada y salida Los procesos reversibles son
extremadamente útiles para definir límites al sistema o del
comportamiento de dispositivos, para identificar las areas en las cuales
ocurren las ineficiencias y permite dar criterios en el diseño de
dispositivos.
Una característica importante de un proceso
reversible es que, dependiendo del
proceso, este representa el trabajo maximo que se puede extraer al ir de
un estado a otro, o bien el trabajo mínimo que es necesario para crear
un cambio de estado.
3) Que es entropía
Es un concepto en termodinamica,
mecanica estadística y teoría de la información. La
entropía se concibe como
una 'medida del
desorden' o la 'peculiaridad de ciertas combinaciones'. Como la
entropía puede ser considerada una medida de la incertidumbre, y la
información tiene que ver con cualquier proceso que permite acotar, reducir
o eliminar la incertidumbre; resulta que el concepto de información y el
de entropía estan ampliamente relacionados entre sí,
aunque se necesitaron años de desarrollo de la mecanica
estadística y de la teoría de la información antes de que
esto deviniera aparente.