Termodinamica

El ciclo de Carnot lo podemos definir como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas.

Este ciclo se produce cuando un equipo que trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 determinada de la fuente de alta temperatura, cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. Esto se puede definir a través de la formula:

Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo puede invertirse. Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina. Si el objetivo de esta máquina es extraer calor de la fuente fría se denomina máquina frigorífica, y si es ceder calor a la fuente caliente, bomba de calor.

Cualquier máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot.

El ciclo de Rankine es el ciclo ideal que sirve de base al funcionamiento de las centrales térmicas con turbinas de vapor, las cuales producen actualmente la mayor parte de la energía a eléctrica que se consume en el mundo. Este es un ciclo termodinámico que tiene como objetivo la conversión de calor en trabajo, constituyendo lo que se denomina un ciclo de potencia. Como cualquier otro ciclo de potencia, su eficiencia está limitada por la eficiencia termodinámica de un ciclo de Carnot manejable entre los mismos focos térmicos.

El poceso del ciclo de Rankine tiene lugar en una central térmica de vapor. Esta Utiliza un fluido de trabajo que alternativamente evapora y condensa, generalmente agua, aunque existen otros tipos de sustancias que pueden ser utilizados. Mediante la quema de un combustible, el vapor de agua es producido en una caldera a alta presión para luego ser llevado a una turbina donde se expande para generar trabajo mecánico en su eje. Este eje, unido al de un generador eléctrico, es el que generará la electricidad en la central térmica. El vapor de baja presión que sale de la turbina se introduce en un condensador, equipo donde el vapor condensa y cambia al estado líquido. Posteriormente, una bomba se encarga de aumentar la presión del fluido en fase líquida para volver a introducirlo nuevamente en la caldera, cerrando de esta manera el ciclo.

Planta de energía de vapor son aquellas plantas industriales que se encargan de producir energía eléctrica por medio del vapor.

Un motor de combustión interna es un tipo de máquina que obtiene la energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde dentro de la cámara de combustión, la parte principal de un motor. Su nombre se debe a que dicha combustión se produce dentro de la propia máquina, a diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.

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