Termodinamica

Identificación del tipo de sistema termodinámico en un motor térmico

Un sistema termodinámico es una cantidad de materia en el espacio elegida para el estudio, la masa fuera del sistema recibe el nombre de alrededores, la superficie real que separa al sistema se llama frontera. Un sistema puede ser clasificado en tres tipos sistema aislado (no intercambia materia ni energía), sistema cerrado (no intercambia materia pero si energía) y sistema abierto (puede intercambiar materia y energía) (termodinamica) de ahí que el presente ensayo tendrá como objetivo dar justificación a la siguiente hipótesis ¿el motor térmico de cuatro tiempos se puede clasificar dentro de un sistema abierto?

Los motores térmicos son aquellos que  transforman la energía térmica en mecánica. Los motores térmicos de combustión interna realizan la combustión dentro de la propia maquina como los motores diesel, en todos los motores de este tipo se precisa un comburente, normalmente oxigeno del aire y un combustible que puede ser liquido: gasolina, gasoil, alcohol (Hyperfhysics). Estos dos elementos se identifican como las entradas del sistema abierto.

Un motor de cuatro tiempos presenta el siguiente ciclo:

1° tiempo (admisión): en esta fase del proceso, el pistón se encuentra en el punto muerto superior, se abre la válvula de admisión, se inicia el descenso del pistón hacia el  punto muerto inferior, entrando en el cilindro comburente más combustible mezclados.

2° tiempo (compresión): cuando el pistón llega al punto muerto inferior se cierra la válvula de admisión y el pistón inicia su ascenso hasta el punto muerto superior comprimiendo la mezcla, generando un trabajo negativo.

3° tiempo (combustión- expansión): cuando el pistón se encuentra próximo al punto muerto superior, se produce una chispa en la bujía, inflamando la mezcla y aumentando considerablemente la presión dentro del cilindro. En esta fase se produce un trabajo positivo, lo cual produce una expansión (Tibaquira, 2012).

4° tiempo (expulsión): cuando llega de nuevo al punto muerto inferior se abre la válvula de escape provocando la evacuación de los gases quemados a la atmosfera, el resto de los gases son expulsados por el pistón en su ascenso al punto muerto superior. Cuando llega al punto muerto superior se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión iniciándose de nuevo el ciclo con el descenso del pistón (andalucia, 2013).

 Partiendo de lo anterior se puede concluir que un motor térmico, que es seleccionado como objeto estudio presenta un sistema abierto, dado que presenta un intercambio de energía y de masa constante, también se evidencia que durante este ciclo se genera dos tipos de trabajos, trabajo negativo que produce compresión y trabajo positivo que genera expansión.

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