Esta propiedad, se aplica en: Las «MAQUINAS TÉRMICAS» 2º LEY DE LA TERMODINÁMICA: Esta propiedad, se aplica en: Las «MAQUINAS TÉRMICAS» Una maquina térmica es: un dispositivo que convierte el calor en energía mecánica EJEMPLO 1: Maquina de Herón (Siglo I d.C)

EJEMPLO 2: Máquina de Watt (1770)

EJEMPLO 3: Motor de explosión (4 tiempos) ASPECTOS COMUNES Todas operan en ciclos, se vuelve periódicamente a las condiciones iniciales Absorben calor de una fuente a alta temperatura (foco caliente) Realizan trabajo (W) (Transfieren energía mecánica) Liberan calor a una fuente a baja temperatura (foco frío)

Eficiencia de una máquina térmica: ESQUEMA DE UNA MAQUINA TÉRMICA Eficiencia de una máquina térmica: Relación entre el trabajo realizado W (energía transferida) y el calor consumido Q1

Analizando el esquema de una máquina térmica Encontramos otra expresión para la eficiencia Un rendimiento de 0,6 o 60% significa que la máquina transforma en trabajo W, el 60% de todo el calor que ingresa

EJEMPLOS: 1.- La eficiencia de una máquina es de 20 % y realiza un trabajo de 500 cal. Determina: ¿Cuanto calor recibe de la fuente caliente? ¿Cuanto calor cede a la fuente fría? 2.- Una maquina termina absorbe 200 cal y libera 80 cal al entorno. Determina: El trabajo efectuado La eficiencia de la maquina Si demora 2 minutos y 48 segundos por ciclo. Determina la potencia de salida

EJERCICIOS

Observación:

Otra forma de expresar la segunda ley de la termodinámica: Enunciado de las máquinas: Es decir, es imposible construir una maquina que tenga una eficiencia igual al 100 % o 1

MAQUINA IDEAL (CICLO DE CARNOT) El ingeniero francés Sadi Carnot en 1184 , estudio las maquinas térmicas y propuso «la forma más eficiente de realizar un ciclo» Las maquinas que operan en dichas condiciones se denominan «maquina de Carnot» Determinar la eficiencia de una maquina en base a las relaciones de los calores de entrada y salida Q1 y Q2 resulta muy complicado en la practica: La eficiencia de una maquina de Carnot se determina:

EJEMPLO: Una maquina de Carnot opera entre dos fuentes de calor a 400 y 300 K ¿Cuál es la eficiencia de la maquina? Si la maquina absorbe 800 cal. ¿Cuánto trabajo realiza en cada ciclo? ¿Cuánto calor es cedido a la fuente fría?

EJERCICIOS 1.- Una maquina de Carnot toma de la fuente caliente 200 cal y opera entre dos fuentes cuyas temperaturas son 800 y 200 K respectivamente: ¿Cuánto trabajo realiza la fuente? ¿Cuánto calor cede a la fuente fría? 2.- Una maquina de Carnot absorbe 1200 cal durante cada ciclo cuando funciona entre dos fuentes a 227 ºC y 27 ºC respectivamente: ¿Cuál es la eficiencia de la maquina? ¿Cuánto calor es cedido a la fuente fría? ¿Cuánto trabajo efectúa?

REPASO 1.- Una maquina térmica efectúa 200 J de trabajo en cada ciclo y tiene una eficiencia de 30%. Determina el calor absorbido y liberado por la maquina 2.-Una máquina térmica posee una potencia de 5kW y una eficiencia de 25%. Si la máquina libera 8000 J de energía en cada ciclo, determina: El calor absorbido El tiempo ocupado en cada ciclo 3.- Una máquina térmica absorbe 1600 J de calor de la fuente caliente y libera 1000 J hacia la fuente fría: a) ¿Cuál es la eficiencia de la máquina? b) ¿Cuánto trabajo realiza en cada ciclo? c) Si cada ciclo dura 0,3 s ¿Cuál es la potencia?

4.- En cada caso, determina la eficiencia y completa los datos que faltan