Parecido a

Segunda Ley de la
Termodinámica

Ciclo Ericsson (1833)

Procesos isotérmicos
e isobáricos

Intercambiador de calor

En compresor y turbina

Ciclos Otto/Diesel

Ciclo Otto (1876)

Admisión

Isobaro. Entra mezcla de
aire y combustible. 180°

Compresión

Adiabático. El pistón comprime la mezcla en la cámara de combustión. 360°

Trabajo

Adiabático. Se produce chispa originando
inflamación y combustión. 540°

Escape

Isocórico/Isobaro. Gases de combustión salen a atmósfera impulsados por presión. 720°

Eficiencia=1-(VB/VA)^(γ-1)

Ciclo Diesel

Admisión

Isobaro. Entra sólo aire de la atmósfera para llenar el pistón.

Compresión

El pistón comprime el aire a gran presión. Temperatura del aire aumenta por encima del punto de inflamación del combustible.

Trabajo

Se inyecta combustible al interior del cilindro generando combustión. Se produce trabajo mediante una expansión.

Escape

Se expulsan a la atmósfera los gases de combustión.

Entropía (S)

Los sistemas TIENEN UNA DIRECCIÓN

Sgen> 0 = P. Irreversible

Sgen= 0 = P. Reversible

Sgen< 0 = P. Imposible

Conservación

Se conserva en procesos ideales

Se incrementa en procesos reales

Generación

Medida de irreversibilidad asociada al proceso

A mayor irreversibilidad, mayor generación de “S”

∆S=Q/T°

Enunciados

Kelvin-Plank

"Es imposible que un dispositivo
que opera en un ciclo reciba calor
de un sólo depósito y produzca
una cantidad neta de trabajo."

Un sistema no puede ser 100%
eficiente. Siempre hay pérdida
de energía en el ambiente.

Clausius

"Es imposible un proceso que tenga
como único resultado el paso de calor
de un foco frío a un foco caliente."

Se necesita trabajo para
enfriar algo a una temperatura
más baja que la del ambiente.

Sistemas

Depósito de energía térmica

-Absorbe y/o suministra cantidades finitas de calor, isotérmico

-Fuente suministra calor, sumidero absorbe energía

Maquina Termica

-Convierte calor en trabajo

-Calor convertido en trabajo, cíclicas.

Carnot

n= Wneto,salida/Qh

Real

n=1 - (TL/TH)

Refrigeradores

-Extrae calor de una cámara y lo deposita en el ambiente

-Trabajo adicional requerido para aumentar para el calor desechado [Qc] en el ambiente.

Carnot

COP=Ql/Wneto,entrada

Real

COP=1/((TL/TH)-1

Bombas de calor

-Transfiere calor del ambiente frío a un medio caliente

-Trabajp requerido para aumentar el calor en el calor de entrada al sistema [Qh].

Carnot

COP=Qh/Wneto,entrada

Real

COP=1/1-((TL/TH)

Ciclo Stirling (1816)

Procesos isotérmicos
e isocóricos

∆U=0

W= (m/M)*R(T1-T2)*ln(V2/V1)

Q abs= nR(T2)*ln(V2/V1)

Ciclo de Carnot

Proceso cíclico reversible

Dos transformaciones isotérmicas

Dos transformaciones adiabáticas

Eficiencia

Aumenta con incremento de temperatura
promedio suministrada

EFICIENCIA= 1-(TL/TH)

Calor entrada (Qe) = Th(S2-S1)

Calor salida (Qs)= TL(S2-S1)

Procesos

Reversibles

Sistema y alrededores
vuelven a estados iniciales

Q y W=0

Procesos ideales

Tipos:

Internamente
reversible

No ocurren irreversibilidades
dentro de las fronteras

Internamente
irreversible

No ocurren irreversibilidades
fuera de las fronteras

Irreversibles

Una vez ocurridos
no vuelven a estados
iniciales

Ocurren en la naturaleza

Irreversiblidades

Fricciòn

Expansión
de gases

Transferencia
de calor

Topic principal

Máquinas de movimiento perpétuo

Eficiencia 100%

MMP1

Violan la !ra Ley
de la termodinámica

MMP2

Violan la 2da Ley
de la termodinámica

Eficiencia

Compara desempeño
entre dispositivos
con la misma tarea.

(+)Eficientia = (-) Irreversibilidades

IDEALIZACIÓN

100% Q = 100%

Máxima comparación de eficiencia en
un sistema irreversible

Usan procesos de regeneración

Eficiencia = 1 - (Tl/Th)

Combustión externa

Usa Hidrógeno y helo

Eficiencia del 80%

Wneto,salida= Qh - Ql