Máquinas Térmicas y Máquinas Frigoríficas

Presentación del tema: "Máquinas Térmicas y Máquinas Frigoríficas"— Transcripción de la presentación:

1 Máquinas Térmicas y Máquinas Frigoríficas
Prof. Sergio Casas-Cordero E.

2 MÁQUINAS TÉRMICAS Qhot Wout Qcold
Una máquina térmica es cualquier dispositivo que pasa por un proceso cíclico: Dep. frío TC Máquina Dep. Caliente TH Qhot Wout Qcold Absorbe calor Qhot Realiza trabajo Wout Liberación de calor Qcold

3 LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Wout Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH Qhot Qcold Es imposible construir una máquina que, al operar en un ciclo, no produzca efectos distintos a la extracción de calor de un depósito y la realización de una cantidad equivalente de trabajo.

4 LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH 400 J 300 J 100 J Máquina posible Máquina IMPOSIBLE Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH 400 J

5 EFICIENCIA DE UNA MÁQUINA
La eficiencia de una máquina térmica es la razón del trabajo neto realizado W a la entrada de calor QH. Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH QH W QC e = = W QH QH- QC e = 1 - QC QH

6 EJEMPLO DE EFICIENCIA 800 J W 600 J QC QH e = 1 - 600 J 800 J e = 1 -
Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH 800 J W 600 J Una máquina absorbe 800 J y desecha 600 J cada ciclo. ¿Cuál es la eficiencia? e = 1 - QC QH e = 1 - 600 J 800 J e = 25% Pregunta: ¿Cuántos joule de trabajo se realizan?

7 EFICIENCIA DE UNA MÁQUINA IDEAL (máquina de Carnot)
Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH QH W QC Para una máquina perfecta, las cantidades Q de calor ganado y perdido son proporcionales a las temperaturas absolutas T. e = TH- TC TH e = 1 - TC TH

8 e real = 0.5ei = 20% TC TH e = 1 - W QH e = 300 K 500 K e = 1 -
Una máquina de vapor absorbe 600 J de calor a 500 K y la temperatura de escape es 300 K. Si la eficiencia real sólo es la mitad de la eficiencia ideal, ¿cuánto trabajo se realiza durante cada ciclo? e real = 0.5ei = 20% e = 1 - TC TH e = W QH e = 1 - 300 K 500 K W = eQH = 0.20 (600 J) e = 40% Trabajo = 120 J

9 REFRIGERADORES Qhot Win Win + Qfrío = Qcaliente Qcold
Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH Qhot Qcold Win Un refrigerador es una máquina que opera a la inversa: realiza trabajo sobre gas que extrae calor del depósito frío y deposita calor en el depósito caliente. Win + Qfrío = Qcaliente WIN = Qcaliente - Qfrío

10 LA SEGUNDA LEY PARA REFRIGERADORES
Dep. frío TC Máquina Dep. caliente TH Qhot Qcold Es imposible construir un refrigerador que absorba calor de un depósito frío y deposite igual calor a un depósito caliente con W = 0. Si fuese posible, se podría establecer movimiento perpetuo

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