Wneto,salida= Qh - Ql
Usan procesos de regeneración
Eficiencia = 1 - (Tl/Th)
Combustión externa
Usa Hidrógeno y helo
Eficiencia del 80%
IDEALIZACIÓN
100% Q = 100%
Máxima comparación de eficiencia en
un sistema irreversible
(+)Eficientia = (-) Irreversibilidades
Compara desempeño
entre dispositivos
con la misma tarea.
Máquinas de movimiento perpétuo
Eficiencia 100%
MMP2
Violan la 2da Ley
de la termodinámica
MMP1
Violan la !ra Ley
de la termodinámica
Segunda Ley de la
Termodinámica
Topic principal
Procesos
Irreversibles
Irreversiblidades
Transferencia
de calor
Expansión
de gases
Fricciòn
Una vez ocurridos
no vuelven a estados
iniciales
Ocurren en la naturaleza
Reversibles
Tipos:
Internamente
irreversible
No ocurren irreversibilidades
fuera de las fronteras
Internamente
reversible
No ocurren irreversibilidades
dentro de las fronteras
Sistema y alrededores
vuelven a estados iniciales
Procesos ideales
Q y W=0
Ciclo de Carnot
Eficiencia
Aumenta con incremento de temperatura
promedio suministrada
Calor entrada (Qe) = Th(S2-S1)
Calor salida (Qs)= TL(S2-S1)
EFICIENCIA= 1-(TL/TH)
Proceso cíclico reversible
Dos transformaciones adiabáticas
Dos transformaciones isotérmicas
Ciclo Stirling (1816)
Procesos isotérmicos
e isocóricos
Q abs= nR(T2)*ln(V2/V1)
W= (m/M)*R(T1-T2)*ln(V2/V1)
∆U=0
Sistemas
Bombas de calor
-Trabajp requerido para aumentar el calor en el calor de entrada al sistema [Qh].
COP=1/1-((TL/TH)
COP=Qh/Wneto,entrada
-Transfiere calor del ambiente frío a un medio caliente
Refrigeradores
-Trabajo adicional requerido para aumentar para el calor desechado [Qc] en el ambiente.
COP=1/((TL/TH)-1
COP=Ql/Wneto,entrada
-Extrae calor de una cámara y lo deposita en el ambiente
Maquina Termica
-Calor convertido en trabajo, cíclicas.
Real
n=1 - (TL/TH)
Carnot
n= Wneto,salida/Qh
-Convierte calor en trabajo
Depósito de energía térmica
-Fuente suministra calor, sumidero absorbe energía
-Absorbe y/o suministra cantidades finitas de calor, isotérmico
Enunciados
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.
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.
Entropía (S)
∆S=Q/T°
Generación
A mayor irreversibilidad, mayor generación de “S”
Medida de irreversibilidad asociada al proceso
Conservación
Se incrementa en procesos reales
Se conserva en procesos ideales
Los sistemas TIENEN UNA DIRECCIÓN
Sgen< 0 = P. Imposible
Sgen= 0 = P. Reversible
Sgen> 0 = P. Irreversible
Ciclos Otto/Diesel
Ciclo Diesel
Se expulsan a la atmósfera los gases de combustión.
Se inyecta combustible al interior del cilindro generando combustión. Se produce trabajo mediante una expansión.
El pistón comprime el aire a gran presión. Temperatura del aire aumenta por encima del punto de inflamación del combustible.
Isobaro. Entra sólo aire de la atmósfera para llenar el pistón.
Ciclo Otto (1876)
Eficiencia=1-(VB/VA)^(γ-1)
Escape
Isocórico/Isobaro. Gases de combustión salen a atmósfera impulsados por presión. 720°
Trabajo
Adiabático. Se produce chispa originando
inflamación y combustión. 540°
Compresión
Adiabático. El pistón comprime la mezcla en la cámara de combustión. 360°
Admisión
Isobaro. Entra mezcla de
aire y combustible. 180°
Ciclo Ericsson (1833)
Procesos isotérmicos
e isobáricos
En compresor y turbina
Intercambiador de calor
