Máquinas térmicas, CIENCIAS 2 CON ENFOQUE EN FÍSICA
22
M À Q U I N A S T É R M I C A S Era industrial Siglo XIX Siglo XX Máquinas térmicas: Para su funcionamiento requieren de un gas que se expande al calentarse Con ello logran el movimiento de un mecanismo
Transcript of Máquinas térmicas, CIENCIAS 2 CON ENFOQUE EN FÍSICA
M À Q U I N A S T É R M I C A S
Era industrial
Siglo XIX
Siglo XX
Máquinas térmicas: Para su funcionamiento requieren de un gas
que se expande al calentarse
Con ello logran el movimiento de un mecanismo
Funcionaron con vapor… “Al aumentar la presión del vapor se ponía en movimiento algún mecanismo
(el pistón)
James Watt: Pionero e impulsor en el desarrollo y aplicación de estas máquinas
Fábricas
Ferrocarriles
Transatlánticos
Mediados del siglo
XIX
La cantidad de calor es proporcional a la cantidad de trabajo
¿Es posible transformar calor
en trabajo?
¡¡¡¡ SÎ !!!!
Esto no se supo hasta los estudios del francés
Nicolas Leonord Sadi Carnot
Se lograron importantes avances en el funcionamiento de las máquinas térmicas (visión física)
“Una de las leyes más importantes de la física”
En un sistema mecánico ésta se conserva en las transformaciones de Energía cinética y Energía Potencial, si no hay fricción…”
La energía térmica
Los cambios en la energía interna
(Relacionada con el movimiento y las fuerzas entre moléculas y átomos)
Y el trabajo que el sistema puede efectuar o que se efectúa sobre él
La Conservación de la energía se describe en la
1ª. Ley de la Termodinámica como:
El cambio de energía interna
Cantidad de calor o energía térmica
Es el trabajo que hace el sistema o se hace sobre él
Lectura página 47
“La transformación de la energía se dará sólo entre el calor y el trabajo…”
Indica que el trabajo es efectuado por el sistemaIndica que el trabajo es efectuado por el sistema
El trabajo se efectúa en el sistemaEl trabajo se efectúa en el sistema
Dibujos página 47
En la cámara de combustión la temperatura En la cámara de combustión la temperatura
es alta por lo que es alta por lo que SE TRANSFIERE SE TRANSFIERE CALORCALOR al resto del sistema… al resto del sistema…
TrabajoTrabajo
Se transfiere
cierta cantidad
de calor al
medio que se
encuentra a
temperatura
internaEsquema página 48
Cualquier máquina térmica
•De combustión (motores de gasolina o de diesel).
•De vapor
•Reactor nuclear
Llevo al estudio de las máquinas más
allá del plano de los mecanismos
Carnot demostró que no es posible que una
máquina térmica convierta todo el calor en
trabajo, es decir que sea del 100%
La eficiencia depende de La eficiencia depende de
la diferencia de la diferencia de
temperatura entre la temperatura entre la
fuente fuente
(cámara de combustión (cámara de combustión
y el medio)…y el medio)…
Si las temperaturas Si las temperaturas
fueran iguales no fueran iguales no
habría transformación habría transformación
del calor y no se del calor y no se
llevaría acabo un llevaría acabo un
trabajo…trabajo…
Para calcular la eficiencia deben utilizarse
los grados Kelvin (°K)E = 1 a 0 °KE = 1 a 0 °K¡Imposible!¡Imposible!
Por esta razón no puede existir una máquina
térmica que convierta todo el calor en trabajo…
Se enuncia en…
“Un proceso cuyo único proceso sea convertir calor en trabajo es imposible…”
Tabla de eficiencia y ejemplo, página 48,
“El calor por si mismo no puede ser transferido de un objeto frío a uno caliente…”
Profr. Miguel Peralta Espinoza, 2007 - 2008
