Máquinas y Refrigeradores térmicos
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Máquinas y Refrigeradores térmicos NOTA: ESTA PRESENTACIÓN FUE TOMADA DE: Ciclos termodinámicos www.unizar.es/lfnae/luzon
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Máquinas y Refrigeradores térmicos. NOTA: ESTA PRESENTACIÓN FUE TOMADA DE: Ciclos termodinámicos www.unizar.es/lfnae/luzon. Th. Qh>0. W>0. Máquina. Qc
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Máquinas y Refrigeradores
térmicosNOTA: ESTA PRESENTACIÓN FUE TOMADA DE:
Ciclos termodinámicoswww.unizar.es/lfnae/luzon
1. Máquina térmica
Convierte parcialmente calor en trabajo. El calor que se extrae del foco caliente se convierte en trabajo y calor que se cede al foco frío.La sustancia de trabajo puede ser agua, aire, gasoil, gasolina..
Th
Máquina
Qh>0
W>0
Tc
Qc<0
Foco Caliente
Foco Frío
1.1 Procesos cíclicosPueden funcionar como máquinas térmicas.Ciclo: el primer estado y el último tienen la misma temperatura.
IdealRendimiento térmico
0U
0 ch QQW
hQW
h
ch
h
ch
h Q
Q
Q
W
h
c
Q
Q1
Área positiva encerrada por el ciclo en un diagrama pV
2. Ciclo de Carnot
Ciclo de rendimiento máximo.
Isoterma Adiabática Isoterma Adiabática
2. Ciclo de Carnot (2)
12 Expansión Isotérmica. T=cte
23 Expansión Adiabática. Q=0
34 Compresión Isotérmica. T=cte
41 Compresión Adiabática. Q=0
0ln1
212
V
VnRTQW hh
21
2211
TT
VPVP
133
122
3322
VTVT
VPVP
0
)( 3223
Q
TTCW v
43
4433
TT
VPVP
0ln3
434
V
VnRTQW cc
0
)( 1441
Q
TTCW v
111
144
1144
VTVT
VPVP
2. Ciclo de Carnot (3)
Trabajo total
Rendimiento
Entropía
ch QQW 04123 WW
h
c
h
c
T
T
Q
Q 11
0 ch SSS
3. Ciclo Diesel
Adiabática Isobara Adiabática Isócora
Q23>0
Q41<0Adiabática
Adiabática
Isocora
Isobara
3. Ciclo Diesel (2)
12 Compresión Adiabática. Q=0
23 Expansión Isobara. P=cte
34 Expansión Adiabática. Q=0
41 Compresión isócora. V=cte
122
111
2211
VTVT
VPVP
0
)( 2112
Q
TTCW v
32
3223
PP
VTVT
)(
)(
2323
23223
TTCQ
VVPW
p
144
133
4433
VTVT
VPVP0
)( 4334
Q
TTCW v
14
1414
PP
VTVT
)(
0
4141
41
TTCQ
W
v
3. Ciclo Diesel (3)
Grado de compresiónTrabajo total
Rendimiento
Entropía
ch QQW
)(
)(11
23
41
TTC
TTC
Q
Q
p
v
h
c
04123 SSS
1
2
V
Vr
4. Refrigerador térmico
Extrae calor de un foco frío. El calor se extrae del foco frío realizando trabajo y se cede al foco caliente.La sustancia de refrigeración puede ser agua, aire, gasoil, gasolina..
Foco Caliente
Foco Frío
Th
Refrigerador
Tc
Qc>0
Qh<0
W<0
4.1 Procesos cíclicos(refrigeradores y bombas
de calor)Pueden funcionar como refrigeradores térmicos. Son los mismos ciclos que la máquina, pero recorridos en sentido contrario.Ciclo: el primer estado y el último tienen la misma temperatura.
Eficacia térmica
0U0 ch QQW
ch
cc
Q
W
Q
1
1
c
h
Q
Q
Área negativa encerrada por el ciclo en un diagrama pV
4.2 Ciclo de Carnot (ref.)14 Expansión Adiabática. Q=0
43 Expansión Isotérmica. T=cte
32 Compresión Adiabática. Q=0
21 Compresión Isotérmica. T=cte
0ln2
121
V
VnRTQW hh
21
2211
TT
VPVP
133
122
3322
VTVT
VPVP0
)( 2332
Q
TTCW v
43
4433
TT
VPVP
0ln4
334
V
VnRTQW cc
0
)( 4114
Q
TTCW v1
111
44
1144
VTVT
VPVP
4.2 Ciclo de Carnot (ref.)
Trabajo total
Eficacia
Entropía
ch QQW 04123 WW
0 ch SSS
1
1
1
1
c
h
c
h
TT
Q
Q
