Maquinas Termicas

Maquina Térmica

Una maquina térmica se puede definir como un dispositivo que funciona en un ciclo termodinámico y que realiza cierta cantidad de trabajo neto positivo a través de la transferencia de calor desde un cuerpo a temperatura elevada y hacia un cuerpo a baja temperatura. Con frecuencia el termino maquina térmica se utiliza en un sentido más amplio que incluye a todos los dispositivos que producen trabajo. Entre las que tenemos las maquinas refrigerantes y las bombas de calor. El mejor ejemplo de estas maquinas térmicas son los refrigeradores y bombas de calor que tienen como fin enfriar o calentar un entorno.

Características del ciclo de Carnot

El ciclo de Carnot utiliza dos fuentes una de Baja temperatura y otra a Alta temperatura las cuales sin importar la cantidad de calor que se transfiera permanecen constantes.

Todos los procesos del ciclo de Carnot son reversibles y por ser así todo el ciclo se podría invertir.

El fluido de trabajo de una maquina térmica en el ciclo de Carnot debe tener una temperatura infinitesimalmente mayor que la fuente de alta temperatura y temperatura infinitesimalmente inferior que la fuente de baja temperatura e el caso de un refrigerador.

Postulado de la segunda ley asociado a las Maquinas térmicas y Maquinas Refrigerante

Enunciado de Kevin-Planck: es imposible construir un dispositivo que funcione en un ciclo y no produzca ningún otro efecto que elevar un peso e intercambiar calor con un solo dispositivo.

Este enunciado propone que es imposible construir una maquina térmica a la cual se le aplique cierta cantidad de calor y lo transforme en una cantidad igual de trabajo, la única manera es a través de una transferencia de calor y eso solo si hay dos niveles de temperatura.

Enunciado de Clausius: es imposible construir un dispositivo que funcione en un ciclo y no produzca otro efecto que la transferencia de calor de un cuerpo mas frio a otro mas caliente.

En este enunciado se relaciona con el refrigerador o bomba de calor. En efecto establece que es imposible construir un refrigerador que funcione sin suministrarle trabajo. Ya que el ciclo de refrigeración necesita que al fluido de trabajo se le aplique un trabajo en el compresor.

Estos dos enunciados tienen tres particularidades: la primera es que la base de la segunda ley viene dado por la evidencia experimental ya que se han realizado varios experimentos que directa o indirectamente demuestran la segunda ley y nunca se ha realizado nunca una prueba que demuestre lo contrario.

La segunda observación es que estos dos enunciados son equivalentes o sea que una violación del enunciado de Kevin-plack significaría una violación del enunciado de Clausius.

La tercera es la imposibilidad de construir una maquina de movimiento perpetuo del segundo tipo.

Eficiencia de una maquina térmica

Se dice que la eficiencia

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