Termodinamica

A partir del proceso observado:

 Describe su sistema termodinámico.

Se puede observar en el video, que se trata de un sistema termodinámico abierto, donde el agua recorre un proceso cíclico.

Explica la transformación de energía correspondiente.

Tipos de ciclos de vapor

Ciclo abierto: el típico ciclo sin condensación, propio de la máquina de vapor. Este fue el primer ciclo de vapor a utilizarse en forma amplia. Corresponde a las típicas máquinas de vapor de ciclo abierto (locomotoras, locomóviles y muchas máquinas estacionarias en los inicios de la revolución industrial). Pasemos a analizarlo en diagramas y en bloques.

El ciclo opera mediante un depósito que contiene agua para la caldera. La bomba toma el agua del depósito y la inyecta a la caldera (aumentando su presión desde la presión atmosférica hasta la presión de la caldera).

En la caldera (donde se le entrega el calor Q), el agua ebulle, formando vapor. El vapor se extrae de la caldera en la parte superior (3). Por gravedad, solo tiende a salir vapor saturado, por lo tanto sale de la caldera con título muy cercano a x=1. Luego el vapor (a presión) es conducido al motor donde se expande, produciendo el trabajo W. El motor descarga el vapor utilizado al ambiente que está a 1 atm. Por lo tanto el vapor condensa a 100ºC.

Utiliza el modelo matemático adecuado para describir el fenómeno observado.

La cantidad neta de trabajo que proporciona la máquina es lo que produce, menos lo que emplea en funcionar:

De acuerdo con el primer principio de la termodinámica, por tratarse de un proceso cíclico la energía interna del sistema no cambia en un ciclo, y el trabajo neto equivale a la diferencia entre el calor que entra y el calor que sale

Se define el rendimiento de una máquina térmica según el principio general de “lo que obtenemos dividido por lo que nos cuesta”. En este caso, “lo que obtenemos” es el trabajo neto. “Lo que nos cuesta” es el calor que entra procedente del horno. Por tanto

Esquematiza el funcionamiento del dispositivo.

El ciclo opera de la siguiente forma:

Un depósito contiene agua para la caldera (1).

La bomba toma el agua del depósito y la inyecta a la caldera (2) (aumentando su presión desde la presión atmosférica hasta la presión de la caldera).

En la caldera (donde se le entrega el calor Q), el agua ebulle, formando vapor.

El vapor se extrae de la caldera en la parte superior (3).

Por gravedad, solo tiende a salir vapor saturado.

Luego el vapor (a presión) es conducido al motor donde se expande, produciendo el trabajo W.

Bibliografía

http://es.scribd.com/doc/99208848/TER-U2-A3-JABF. (12 de 04 de 2013).

http://www.cec.uchile.cl/~roroman/cap_08/cic-vapor.htm.

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