Termodinamica

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CALKINI

EN EL ESTADO DE CAMPECHE

INGENIERIA INDUSTRIAL

SEGUNDO SEMESTRE

FISICA II

ING. ALDO LEONEL RODRIGUEZ BARBOSA

SUBTEMA 4.4.2 MAQUINAS TERMICAS. CICLO DE CARNOT

http://descartes.cnice.mecd.es/Documentacion_3/fisica/calor/MaquinasTermicas.htm

http://www.monografias.com/trabajos5/isaac/isaac2.shtml#ter

http://html.rincondelvago.com/termodinamica_5.html

http://www.monografias.com/trabajos11/pogas/pogas.shtml#car

http://www.ilustrados.com/publicaciones/EpVAlyupFFgRBRxBCT.php

http://descartes.cnice.mecd.es/Documentacion_3/fisica/calor/CicloDeCarnot.htm

MAQUINAS TÉRMICAS

Es un dispositivo que opera en continuo o cíclicamente, y produce trabajo mientras intercambia calor a través de sus fronteras.

Ejemplo:

Se desliza una masa sobre el pistón apoyado en el piso inferior.

Se añade calor al gas desde una fuente externa a alta temperatura (foco caliente).

El pistón asciende hasta el tope superior.

La masa se desliza del pistón en el piso superior.

Se retira calor de un gas hacia un sumidero a baja temperatura (foco frió).

El sistema ha vuelto a su estado inicial.

ESQUEMA DE UNA MAQUINA TERMICA

ESQUEMA DE MAQUINAS TERMICAS INVERSAS

Una máquina es un instrumento que transforma las fuerzas que sobre ella se aplican a fin de disminuir el esfuerzo necesario para llevar a cabo una tarea.

Las máquinas están constituidas por elementos mecánicos que se agrupan formando mecanismos, cada uno de los cuales realiza una función concreta dentro de la máquina.

Los mecanismos se pueden describir partiendo del tipo de movimiento que originan. Así, podemos distinguir cuatro tipos:

• Movimiento lineal: El movimiento en línea recta o en una sola dirección

• Movimiento alternativo: El movimiento adelante y atrás a lo largo de una recta se llama movimiento alternativo

• Movimiento de rotación: El movimiento circular se llama movimiento de rotación

• Movimiento oscilante: El movimiento hacia delante y hacia atrás formando un arco (o parte de un círculo).

EVOLUCION DE LAS MAQUINAS TERMICAS

Algunas de las máquinas térmicas que se construyeron en la antigüedad fueron tomadas como mera curiosidad de laboratorio, otros se diseñaron con el fin de trabajar en propósitos eminentemente prácticos.

El ingenio más conocido por las crónicas de la época es la eolipila de Herón que usaba la reacción producida por el vapor al salir por un orificio para lograr un movimiento. Esta máquina es la primera aplicación del principio que usan actualmente las llamadas turbinas de reacción.

En 1629 Giovanni Branca diseñó una máquina capaz de realizar un movimiento en base al impulso que producía sobre una rueda el vapor que salía por un caño. No se sabe a ciencia cierta si la máquina de Branca se construyó, pero, es claro que es el primer intento de construcción de las que hoy se llaman turbinas de acción.

La máquina de Savery consistía en un cilindro conectado mediante una cañería a la fuente de agua que se deseaba bombear, el cilindro se llenaba de vapor de agua, se cerraba la llave de ingreso y luego se enfriaba, cuando el vapor se condensaba se producía un vacío que permitía el ascenso del agua

LA ETAPA TECNOLÓGICA.

La bomba de Savery no contenía elementos móviles, excepto las válvulas de accionamiento manual, funcionaba haciendo el vacío, de la misma manera en que ahora lo hacen las bombas aspirantes, por ello la altura de elevación del agua era muy poca ya que con un vacío perfecto se llegaría a lograr una columna de agua de 10.33 metros, pero, la tecnología de esa época no era adecuada para el logro de vacíos elevados.

El primer aparato elemento que podríamos considerar como una máquina propiamente dicha, por poseer partes móviles, es la conocida como máquina de vapor de Thomas Newcomen construida en 1712. La innovación consistió en la utilización del vacío del cilindro para mover un pistón que a su vez proveía movimiento a un brazo de palanca que actuaba sobre una bomba convencional de las llamadas aspirante-impelente y con ella comienza la historia de las máquinas térmicas.

La máquina de Newcomen fue perfeccionada por un ingeniero inglés llamado Johon Smeaton, el perfeccionamiento consistió en la optimización de los mecanismos, cierres de válvulas, etc.

El análisis de las magnitudes que entran en juego en el funcionamiento de la máquina de vapor y su cuantificación fié introducido por James Watt.

El mayor obstáculo que encontró Watt fue el desconocimiento de los valores de las constantes físicas involucradas en el proceso, a raíz de ello debió realizar un proceso de mediciones para contar con datos confiables.

Sus mediciones experimentales le permitieron verificar que la máquina de Newcomen solo usaba un 33% del vapor consumido para realizar el trabajo útil.

Los aportes de Watt son: el prensaestopas, introdujo

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