RENDIMIENTO Y SIGNOS DE LOS CICLOS DE CARNOT PDF

Preview

Summary

DESCRIPCION DEL RENDIMIENTO Y SIGNOS DEL TEOREMA DE CARNOT DE LA MATERIA DE SISTEMAS DE GENERACION DE ENERGIA DE LA CARRERA DE INGENIERIA MECANICA....

Description

Rendimiento de un ciclo de Carnot. 3.1 Para un gas ideal Puesto que son idénticos todos los rendimientos de máquinas que operen según el ciclo de Carnot, podemos emplear la que nos resulte más simple para calcular este rendimiento. La elección natural es emplear el ciclo de un gas ideal descrito anteriormente. El rendimiento de una máquina térmica es

En el caso del gas ideal, el calor que entra lo hace a una temperatura Tc. Es absorbido en una expansión isoterma, en la cual no varía la energía interna, ya que el gas al mismo tiempo que absorbe calor realiza trabajo sobre el ambiente

El calor Qout es el cedido en una compresión isoterma, en la que tampoco varía la energía interna, pero el ambiente realiza trabajo sobre el sistema

Si consideramos el criterio de signos de que el calor positivo es el que entra, tendríamos un calor de entrada negativo Qf = − Qout.

Este no puede ser el resultado final pues depende de algo específico del ciclo de gas, como son los volúmenes en los distintos estados. Si todos rendimientos de máquinas reversibles que actúan entre las mismas temperaturas son iguales debe quedarnos una función que dependa exclusivamente de Tc y Tf. Conseguimos esto observando que el paso de Tf a Tc es una compresión adiabática, en la que la temperatura aumenta al reducirse el volumen, según la ley de Poisson

Análogamente, para el enfriamiento adiabático la temperatura disminuye al aumentar el volumen

Dividiendo la segunda ecuación por la primera queda

Esto implica que los logaritmos que aparecen en el numerador y el denominador del rendimiento son iguales y éste se simplifica a

Lo que vale para el ciclo de Carnot vale para todas las máquina térmicas reversible que operan entre solo dos focos térmicos. El rendimiento, para todas ellas, es igual a

A partir del segundo teorema de Carnot se puede decir que, como dos máquinas reversibles tienen el mismo rendimiento, este será independiente de la sustancia de trabajo de las máquinas, las propiedades o la forma en la que se realice el ciclo. Tan solo dependerá de las temperaturas de las fuentes entre las que trabaje. Si tenemos una máquina que trabaja entre fuentes a temperatura T1 y T2, el rendimiento será una función de las dos como variables

Signos Por convención de signos, un signo negativo significa lo contrario. Es decir, un trabajo negativo significa que el trabajo es realizado sobre el sistema. Con este convenio de signos el trabajo obtenido deberá ser, por lo tanto, negativo. Tal como está definido, y despreciando los cambios en energía mecánica, a partir de la primera ley: Teoremas de Carnot

1. No puede existir una máquina térmica que funcionando entre dos fuentes térmicas dadas tenga mayor rendimiento que una de Carnot que funcione entre esas mismas fuentes térmicas. Para demostrarlo supondremos que no se cumple el teorema, y se verá que el no cumplimiento transgrede la segunda ley de la termodinámica. Tenemos pues dos máquinas, una llamada X y otra, de Carnot, R, operando entre las mismas fuentes térmicas y absorbiendo el mismo calor de la caliente. 2. Dos máquinas reversibles operando entre las mismas fuentes térmicas tienen el mismo rendimiento. Igual que antes, suponemos que no se cumple el teorema y veremos que se violará el segundo principio. Sean R1 y R2 dos máquinas reversibles, operando entre las mismas fuentes térmicas y absorbiendo el mismo calor de la caliente, con distintos rendimiento.

http://laplace.us.es/wiki/index.php/Ciclo_de_Carnot https://www.ecured.cu/Ciclo_de_Carnot#:~:text=As%C3%AD%20como%20el %20ciclo%20de,baja%20hasta%20una%20m%C3%A1s%20alta. https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/11352/1/Segundo%20principio%20de %20la%20termodinamica.pdf...