La descarga está en progreso. Por favor, espere

La descarga está en progreso. Por favor, espere

La segunda ley de la termodinámica

Presentaciones similares


Presentación del tema: "La segunda ley de la termodinámica"— Transcripción de la presentación:

1 La segunda ley de la termodinámica
CAPÍTULO 5 La segunda ley de la termodinámica

2 FIGURA 5-9 Una parte del calor que recibe una máquina de calor se convierte en trabajo, mientras que el resto pasa a un sumidero. Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-1 FUENTE Alta temperatura Baja temperatura SUMIDERO MÁQUINA TÉRMICA Qen Wneto, sal Qsal

3 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-2 Fuente de energía (como un horno) Frontera del sistema Caldera Bomba Condensador Turbina Sumidero de energía (como en la atmósfera) Wen Wsal FIGURA 5-10 Esquema de una planta de vapor para generar energía.

4 FIGURA 5-14 Esquema de una máquina de calor.
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-3 Wneto, sal Depósito de alta temperatura a TH Depósito de baja temperatura a TL MT QL QH

5 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-4 FIGURA 5-16 El ciclo de una máqina de calor no puede completarse sin rechazar algo de calor hacia un sumidero de baja temperatura. CARGA Depósito a 20°C Depósito a 100°C Entrada de calor a (100 kJ) Salida de calor a (85 kJ)

6 Energía utilizada Eficiencia Energía suministrada
FIGURA 5-23 La eficiencia de un equipo de cocina representa una fracción de la energía que se le suministra y que se transfiere a la comida. Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-5 Eficiencia Energía suministrada Energía utilizada

7 Medio circundante como el aire de la cocina
FIGURA 5-25 Componentes básicos de un sistema de refrigeración y sus condiciones típicas de operación. Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-6 Medio circundante como el aire de la cocina Espacio refrigerado CONDENSADOR EVAPORADOR VÁLVULA DE EXPANSIÓN COMPRESOR Wneto, ent

8 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 5-26 El objetivo de un refrigerador es extraer calor QL de un espacio enfriado. Ambiente caliente a TH > TL Entrada requerida neto, en Salida deseada Espacio refrigerado frío a TL 5-7

9 Espacio calentado más caliente a TH > TL
FIGURA 5-27 El objetivo de una bomba de calor es suministrar calor QH en un espacio más caliente Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-8 Entrada requerida Espacio calentado más caliente a TH > TL Ambiente frío a TL Salida deseada neto, sal

10 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-9 FIGURA 5-33 Prueba de que la violación del enunciado de Kelvin-Planck conduce a la violación del de Clausius. Depósito de alta temperatura a TH Depósito de baja temperatura a TL MÁQUINA TÉRMICA t = 100% REFRIGE- RADOR QH QH + QL QL W neto = QH a) Un refrigerador que es accionado por una máquina térmica 100% eficiente b) El refrigerador equivalente

11 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-10 FIGURA 5-34 Máquina de movimiento perpetuo que viola la primera ley de la termodinámica (MMP1). Frontera del sistema neto, sal CALDERA BOMBA TURBINA GENERADOR CONDENSADOR sal Calentador eléctrico

12 Sumidero de energía a TL
FIGURA 5-43 Ejecución del ciclo de Carnot en un sistema cerrado. Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-11 a) Proceso 1-2 Fuente de energía a TH Sumidero de energía a TL (1)  (2) (2)  (3) (4)  (3) (1)  (4) a) Proceso 2-3 a) Proceso 3-4 a) Proceso 4-1 TH QH QL TH = const. TL

13 FIGURA 5-44 Diagrama P-V del ciclo de Carnot.
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-12 FIGURA 5-44 Diagrama P-V del ciclo de Carnot. neto, en

14 FIGURA 5-45 Diagrama P-V del ciclo inverso de Carnot.
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 5-45 Diagrama P-V del ciclo inverso de Carnot. 5-13

15 Depósito de alta temperatura a TH Depósito de baja temperatura a TL
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-14 FIGURA 5-46 Los principios de Carnot. t,1 < t,2, 2 Depósito de alta temperatura a TH MT irrev. 1 MT rev. 2 MT rev. 3 Depósito de baja temperatura a TL t,2 < t3, 3

16 FIGURA 5-47 Demostración del primer principio de Carnot.
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-15 FIGURA 5-47 Demostración del primer principio de Carnot. Depósito de alta temperatura a TH Depósito de baja temperatura a TL MT irreversible MT (o R) reversible MT + R combinado (supuesto) Una máquina térmica reversible y una irreversible que operan entre los mismos dos depósitos (la máquina térmica reversible se invierten después para funcionar como un refrigerador) b) El sistema combinado equivalente

17 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 5-49 Arreglo de máquinas de calor que se usa para desarrollar la escala de temperatura termodinámica. 5-16 Depósito de energía térmica a T1 MT reversible A Depósito de energía térmica a T3 MT reversible C MT reversible B

18 Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S. A. de C
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. FIGURA 5-55 Fracción de calor que puede convertirse en trabajo como función de la temperatura fuente (para TL = 303 K). 5-17 Depósito de alta temperatura a TH Depósito de baja temperatura a TL = 303 K MT reversible t

19 Ambiente caliente a TH = 300 K
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-18 FIGURA 5-57 Ningún refrigerador puede tener un COP más elevado que un refrigerador reversible que opere entre los mismos límites de temperatura. Ambiente caliente a TH = 300 K Espacio refrigerado frío a TL = 275 K Refrigerador reversible COPR = 11 Refrigerador irreversible COPR = 7 Refrigerador imposible COPR = 13

20 Bobinas condensadoras
Derechos reservados © McGraw-Hill Interamericana Editores, S.A. de C.V. Se requiere permiso para reproducir o proyectar. 5-19 FIGURA 5-63 Las bobinas condensadoras de un refrigerador deben limpiarse periódicamente, y los conductos de aire no deben bloquearse para mantener un elevado rendimiento. Refrigerador Gabinete Aire caliente Aire frío Bobinas condensadoras


Descargar ppt "La segunda ley de la termodinámica"

Presentaciones similares


Anuncios Google