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CICLOS REVERSIBLES El ciclo de Carnot
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Ciclos de potencia...
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Ejemplo: una consecuencia de K-P
¿Qué es Wciclo?
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Ejemplo: una consecuencia de K-P
Suposiciones: Ciclo reversible de potencia. Almacenamiento a temperatura constante, TH.
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Ejemplo: una consecuencia de K-P
Análisis De acuerdo con el enunciado K-P, Wciclo < 0. Como el ciclo es reversible, es posible regresar tanto al sistema como al ambiente a sus estados iniciales.
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Ejemplo: una consecuencia de K-P
Conclusión Así, no habría cambio neto en las condiciones del almacenamiento o el aumento de la masa que se use para acumular energía en el ambiente. Esto es verdad si y sólo si WCiclo = 0.
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¿Qué es un ciclo reversible de potencia?
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Un ciclo reversible de potencia es aquel que comprende una secuencia de procesos reversibles.
Máquina de calor cíclica reversible
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Generalización de la máquina de calor cíclica...
Ambiente Ambiente local Sistema Interacciones energéticas con el ambiente local, i.e., calor y trabajo.
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Rendimiento de los ciclos de potencia
¿Cuál es el mejor rendimiento que se espera de una máquina de calor cíclica que opera entre dos almacenamientos térmicos?
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Rendimiento de los ciclos de potencia
¿Existe un diseño específico que produzca la “mejor posible” máquina cíclica?
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El rendimiento de los ciclos de potencia y la segunda ley
La segunda ley obliga a tener dos almacenamientos térmicos. La segunda ley establece como imprescindible una diferencia de temperatura para que el ciclo opere. Se aplica a los ciclos que producen trabajo y a los que lo consumen.
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Rendimiento de los ciclos de potencia
Eficiencia de la primera ley para ciclos productores de trabajo.
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Rendimiento de los ciclos de potencia
Coeficiente de rendimiento para los ciclos consumidores de trabajo.
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Ciclo completamente reversible de potencia
El ciclo de Carnot… Ciclo completamente reversible de potencia
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Procesos del ciclo de Carnot...
Adición de calor reversible, a temperatura constante (isotérmica), desde un almacenamiento de alta temperatura. Expansión reversible adiabática.
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Procesos del ciclo de Carnot...
Eliminación de calor reversible a temperatura constante (isotérmica) hacia un almacenamiento de baja temperatura. Compresión reversible, adiabática al estado original.
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El ciclo de Carnot p V Adición de calor reversible a TH = const.
Transferencia reversible de trabajo, Q = 0 Adición de calor reversible a TH = const. V p reversible de trabajo, Q = 0 Eliminación reversible de calor a TC = const.
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El ciclo de Carnot es completamente reversible.
Cada proceso es reversible en sí mismo.
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Se puede operar en cualquier dirección.
El ciclo de Carnot Puede ser tanto un ciclo productor de trabajo como uno consumidor de éste. Se puede operar en cualquier dirección.
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Debido a su reversibilidad y generalidad.
El ciclo de Carnot Representa una idealización de la mayoría de ciclos de potencia (los productores y los consumidores de trabajo). Debido a su reversibilidad y generalidad.
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Términos y conceptos clave
Ciclo de Carnot Proceso reversible isotérmico Proceso adiabático reversible Ciclo reversible
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