14._2do_y_2er_principio_-_motores_térmicos[1]

8/17/2019 14._2do_y_2er_principio_-_motores_térmicos[1]

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URSO: TERMODINAMICA 07/05/201

g. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

TERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

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SEGUNDO Y TERCER PRINCIPIO DE TERMODINAMICA

CONTENIDO

PROPOSICION DE CLAUSIUS

“El calor puede pasar por si mismo bajo cualquier circunstancia de una temperatura a otrainferior, pero no en sentido contrario”“Todos los sistemas tienden a acercarse a un estado de equilibrio”


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PROPOSICION DE KELVIN

“En todo sistema cuya energía permanezca constante, la entropía puede aumentar opermanecer constante, pero nunca podrá disminuir”.


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PROPOSICION DE CARNOT

PROPOSICION DE CARNOT: “Es imposible construir una maquina que operandocíclicamente no produzca otro efecto que la absorción de calor de un deposito y suconversión en una cantidad equivalente de trabajo”“Si una maquina térmica tiene que convertir continuamente calor en trabajo sin producircambios en otras partes del sistema, es necesario que dicha tome calor de una fuente a altatemperatura, convierta parte de este en una equivalente cantidad de trabajo y ceda el restodel calor a un reservorio a baja temperatura”. La fracción del calor absorbido a latemperatura alta que se convierte en trabajo se llama la EFICIENCIA de la maquina.


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SEGUNDO Y TERCER PRINCIPIO DE TERMODINAMICA


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MAQUINAS TERMICAS

CONTENIDO

CICLOS DE TERMODINAMICOSTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

395


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CICLOS DE TERMODINAMICOSTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

396

MOTOR DE COMBUSTION INTERNATERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

397

http://rds.yahoo.com/_ylt=A9G_bHKS79ZJbmABmc6jzbkF/SIG=122uon1jq/EXP=1238909202/**http:/renmiata.no.sapo.pt/images/106_0697.JPG


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CHILLERTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

400http://www.youtube.com/watch?v=1MiQCBIx1mM

FLUJO DE CALOR Y FOCOS TERMICOSTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

401

MAQUINATERMICA

CUERPOCALIENTE

CUERPOFRIO

MOTOR TERMICO

FOCOCALIENTE(FUENTE)

FOCOFRIO

(SUMIDERO)

W

GENERADO

http://www.youtube.com/watch?v=1MiQCBIx1mMhttp://www.youtube.com/watch?v=1MiQCBIx1mM


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FLUJO DE CALOR Y FOCOS TERMICOSTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

402

MAQUINATERMICA

FOCOCALIENTE

FOCOFRIO

WREQUERIDO

CUERPOCALIENTE

CUERPOFRIO

REFRIGERADOR

BOMBA DE CALOR


403

RENDIMIENTO DE LAS MAQUINAS TERMICAS

CONTENIDO


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TIPOS DE MÁQUINAS TÉRMICASTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

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Motor térmico

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

Bomba térmica Refrigerador

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

EFICIENCIA: RENDIMIENTO DE MOTORES TERMICOS

El trabajo neto producido por una maquina térmica e igual al calor absorbido del fococaliente menos el calor rechazado al foco frio.


405

kW QQW

kg kJ qqw

kJ QQW

f cneto

f cneto

f cneto

:tiempodeunidadpor

:masadeunidadpor

:netoTrabajo/

kJatemperatur bajadefocoel haciaotransferidcalor deCantidad

kJatemperatur altadefocoel desdeotransferidcalor deCantidad

:Donde

f

c

Q

Q


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EFICIENCIA: RENDIMIENTO DE MOTORES TERMICOS (2)

La eficiencia de un sistema que sigue un ciclo de potencia puede describirse en función dela cantidad de energía añadida en forma de calor Qc que se convierte en una producciónneta de trabajo Wciclo.Como la energía se conserva el rendimiento no puede ser mayor que la unidad (100%) yaque una parte del calor se traslada al cuerpo frio.


406

c

neto

c

f

c

f c

Q

Q

Q

QQ

QW

1

Primer PrincipioES IMPOSIBLE GANAR A LANATURALEZA

Segundo PrincipioES IMPOSIBLE INCLUSO EMPATAR

Fuente decalor

MáquinaTérmica

Fuente Fría

TC

TF

QC

QF

W

CICLOS DE POTENCIA QUE OPERAN ENTRE DOS FOCOSTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

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n = Wciclo / Qc = 1 – (Qf/Qc)

Kelvin: (Qf/Qc) rev = Tf/TcEntonces: n = 1- Tf/Tc

Lo que se conoce como rendimientode carnot, es el máximo rendimientoposible.


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COEFICIENTE DE DESEMPEÑO (COP):RENDIMIENTO DE BOMBAS DE CALOR Y REFRIGERADORES (CHILLERS)

La eficiencia de un sistema que opera como un refrigerador o una bomba de calor, puededescribirse en función de la cantidad de energía que se desea retirar (refrigerador) oagregar (bomba de calor) entre el trabajo neto entregado.


408

netoW Q

requeridaEntradadeseadaSalida

COP

COEFICIENTE DE DESEMPEÑO (COP):RENDIMIENTO DE BOMBAS DE CALOR Y REFRIGERADORES (CHILLERS)


409

f c

f

neto

f

QQ

Q

W

Q

requeridaEntradaretirar aCalor

COP or refrigerad

f c

c

neto

c

QQQ

W Q

requeridaEntradaentregar aCalor

COP térmicabomba


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Motor térmico

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

Bomba térmica Refrigerador

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

Fuente de calor T f

Fuente de calor T c

Q c

Q f

W

RENIDMIENTO DE MAQUINAS TERMICASTERMODINAMICAMg. Ing. PEDRO MODESTO LOJA HERRERA

410

f c

f

f c

c

c

f

T T

T

T T T

T

T

Q

W Refrig.TermicaB.

c

neto COP COP

:CARNOTDEOSRENDIMIENT

1

f c

cc

TermicaB. -COP QQ

Q

W

Q

f c

f f

Refrig. -COP

QQ

Q

W

Q

c

neto

c

f

QQ

QW

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