Termodinámica

Ciclo de Refrigeración por Compresión de Vapor

1. ¿Qué es un ciclo termodinámico? Mencione 5 ejemplos

Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos en los que un sistema parte de una situación inicial y tras aplicar dichos procesos regrese al estado inicial. Como procesos termodinámicos se conoce a la variación de las propiedades termodinámicas del sistema (presión, entropía, volumen, entalpía y temperatura) desde un estado inicial a un estado final.

Al realizar un ciclo completo, la variación de la energía interna debe ser nula por lo tanto el calor transferido por el sistema debe de ser igual al trabajo realizado por el sistema (como dicta la primera ley de la termodinámica). Lo importante es que gracias a esta propiedad se puede obtener trabajo de un sistema mediante un aporte calorífico. Si el rendimiento fuese perfecto todo el calor que se suministra se podría transformar en calor, pero esto no es así ya que hay pérdidas de calor.

Los ciclos termodinámicos más comunes son:

Ciclo Otto

Ciclo Diesel

Ciclo Brayton

Ciclo Carnot

Ciclo Rankine

2. ¿Qué es una máquina térmica? Dibuje un esquema

Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.

3. ¿Cuáles son los dispositivos que forman el ciclo de refrigeración por compresión de vapor?

Compresor, evaporador, válvula de expansión y condensador.

4. Dibuje un esquema de los diagramas termodinámicos que describen el ciclo de refrigeración

5. Investigue el punto de ebullición de los fluidos refrigerantes R-14, R-134a y amoniaco.

R-134a a 1,013 bar es de -26.1°C

R-14 a 1,013 bar es de -128°C

6. ¿Qué es una bomba de calor?

Una bomba de calor es una máquina térmica que permite transferir energía en forma de calor de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario un aporte de trabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica, según la cual el calor se dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus temperaturas se igualen.

7. Escriba la relación matemática para calcular el coeficiente de operación de un refrigerador (COP)

COPR= Salida deseada/ Entrada requerida= QL/Wneto,entrada

8. ¿Qué es un depósito térmico, una fuente y un sumidero de calor?

Un depósito térmico es una fuente de calor o un sumidero que permanece a temperatura constante sin importar las iteraciones de energía. Un sistema que proporciona calor es una fuente mientras que un sumidero es un sistema hacia el cual se rechaza calor.

9. ¿Cómo funciona un compresor y en cuantos tipos se clasifican? Mencione algunos tipos de compresores.

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

El compresor de desplazamiento positivo, compresores

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