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Antonio Saucedo  Azpe      

Máquina Térmica  

     

Máquina Térmica   Antonio  Saucedo  Azpe  


Antonio Saucedo  Azpe        

Máquina Térmica  

Contenido Contenido  ...........................................................................................................   1   Máquina  Térmica  ................................................................................................   2   Definición  .........................................................................................................  2   Calor  y  Temperatura  ...........................................................................................  3   Temperatura  ......................................................................................................  3   Calor  ..................................................................................................................  3   Diferencias  .........................................................................................................  3   Cambio  de  Estado  ..............................................................................................  3   Eficiencia  .............................................................................................................  4   El  cuerpo  humano  como  máquina  térmica  ...........................................................  5   Ejemplos  de  máquina  térmica  ..............................................................................  6   Refrigerador  ......................................................................................................  6   Bomba  de  Calor   ................................................................................................  6   Motor  de  gasolina  .............................................................................................  6   Motor  de  Diesel  .................................................................................................  6    

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Antonio Saucedo  Azpe      

Máquina Térmica  

Máquina Térmica   Una  máquina  térmica  es  un  sistema  operado  o  un   dispositivo  que  funciona  en  un  ciclo  termodinámico   y  que  realiza  cierto  trabajo  transmitiendo  calor  de   un  cuerpo  con  temperatura  elevada  a  un  cuerpo  con   temperatura  más  baja.  

El término  es  utilizado   comúnmente  para  todos  los   dispositivos  que  realizan  este  tipo   de  trabajo  en  un  sentido  más   amplio.  Las  máquinas  térmicas   permiten  intercambiar  energía  con   un  conjunto  de  elementos   mecánicos  a  través  de  un  eje.     Podemos  encontrar  ejemplos  de   máquinas  térmicas  en  nuestro   entorno  muy  comúnmente.   Generalmente,  su  función  final  es   enfriar  o  calentar  un  medio.     La  máquina  absorbe  energía   térmica  (Q)  de  un  depósito   caliente,  libera  energía  térmica  de     uno  frío  y  efecúa  un  trabajo  (W).   2  

   

Una máquina  térmica  lleva  a  cierta   sustancia  de  trabajo  a  través  de  un   proceso  de  un  ciclo  durante  el  cual   la  energía  térmica  se  absorbe  de   una  fuente  de  temperatura  alta,  la   máquina  realiza  trabajo  y  expulsa   energía  térmica  a  una  fuente  de   temperatura  menor.   Pueden  existir  diferentes  tipos  de   estructuras  de  máquinas  térmicas.   Éstas  legan  a  veriar  enormemente,   algunas  pueden  involucrar   procesos  irreversibles.  Las   diferentes  máquinas  térmicas   también  se  pueden  clasificar  de   distintas  maneras.      


Antonio Saucedo  Azpe      

Calor y  Temperatura  

Máquina Térmica  

Temperatura Es  la  medida  del  calor  en  un  cuerpo.  Se  mide  en  grados  Kelvin  o  Centígrados.  

Calor

Es la  cantidad  de  energía  y  es  una  expression  del  movimiento  que  tienen  las   moleculas  en  un  cuerpo,  es  decir  el  paso  de  energía  de  un  cuerpo  a  otro.    

Diferencias SE  llegan  a  confundir  ambos  conceptos,  que  están  relacionados  pero  son   distintos.    La  temperatura  no  depende  del  movimiento  ni  de  la  velocidad  de  las   moléculas.  El  calor  es  lo  que  hace  que  la  temperatura  aumente  o  disminuya.  Si   añadimos  calor,  la  temperatura  aumenta.  Si  quitamos  calor,  la  temperatura   disminuye.  

Cambio de  Estado  

Al aplicarle  calor  a  una  sustancia  ésta  puede  cambiar  de  estado.    Exsten   diferentes  cambios  de  estados:      

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Eficiencia La  eficiencia  de  una  máquina  se   define  como  la  relación  entre  la   salida,  la  energía  que  se  busca   tener,  y  la  entrada,  la  energía   que  cuesta.  En  la  máquina  térmica   la  energía  que  se  busca  es  el   trabajo  y  la  energía  que  cuesta  s  el   calor  de  la  fuente  de  alta temperatura (  costo  del   combustible).  

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Máquina Térmica  

En  esta  fórmula  se  muestra  que   una  máquina  tiene  un  100%  de   eficiencia  sólo  sí  Qf  =  0.  Es  decir,  no   se  entrega  energía  térmica  al   reservorio  frío.       En  los  automóviles,  el  rendimiento   oscila  entre  el  20-­‐25  %  de  la   energía  suministrada.  Es  decir  el   75%  de  la  energía  suministrada  se   libera  a  la  atmósfera  en  forma  de   calor.  En  una  máquina  térmica   siempre  llegan  a  existir  pérdidas,  es   decir,  reducción  e  la  eficiencia.      


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Máquina Térmica  

El Cuerpo  Humano  como   Máquina  Térmica     5  

Los seres  humanos  efectuamos   diferentes  trabajos  como  caminar,   correr,  etc.  Esto  es  posible  gracias   a  enegía  que  obtenemos  de   nuestro  organismo  por  el    proceso   de  transformar  la  energía  potencial   química  de  los  alimentos.     La  mayor  parte  de  la  eergía  en   nuestro  cuerpo  la  obtenemos  de   los  carbohidratos  contenidos  en  los   alimentos  que  consumimos,  los   cuales  se  transfomran  en  glucosa,   que  es  a  su  vez,  un  combustible.    La   transformación  de  energía  se  da  al   oxidar  glucosa  en  el  proceso  de  la   respiración.   Ambos  realizan  trabajo,  sin   embargo  la  máquina  térmica  opera   con  diferencias  de  temperatura   que  provocan  la  transmición  de   calor  y  en  el  organism  la  oxidación   se  da  a  una  temperatura   constante.,  por  esta  razón,  no  hay   transferencia  de  calor.     La  transformación  de  energía  en   combustión  y  en  oxidación    de   realizan  con  el  mismo  principio   (molecular).    Sin  embargo  hay  una   diferencia  en  la  velocidad  en  la  que   se  realizan.     Por  estas  razones,  se  considera  que   el  cuerpo  humano  posee   características  de  una  máquina,   pero  no  de  una  máquina  térmica,   por  lo  que  se  le  llega  a  llamar   máquina  bioquímica  


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Máquina Térmica  

Ejemplos de  máquina  térmica   Refrigerador   El  refrigerador  es  una  máquina  térmica  que  todo  el  mundo   conoce  y  utiliza  para  enfriar  alimentos.    Así  como  la  bomba   de  calor,  funciona  a  la  inversa,  es  decir  absorbe  energya  del   depósito  frío  y  la  entrega  al  depósito  caliente.  Es  decir,  del   interior  al  exterior.  La  energía  térmica  no  fluye   espontáneamente  de  un  objeto  frío  a  uno  caliente.  Es   necesario  el  uso  de  energía  eléctrica.      

Bombas de  Calor  

La máquina  térmica  funciona  de  manera  similar  al   refrigerador.    El  proceso  es  realizado  por  un  sistema  de   refrigeración  por  compresión  de  gases  refrigerantes  .   Normalmente  es  utilizado  en  sistemas  de  climatiación  o   de  aire  acondicionado.  

Motor de  Gasolina   Estos  motores  son  motores  de  combustion  interna.  Los   podemos  encontrar  en  mchos  automóviles  .  Estos   producen  la  expansionde  gases  por  medio  de  la  quema   de  combustibles,  lo  cual  hace  que  efectúen  el  trabajo.   El  motor  más  común  es  el  motor  de  gasoline  de  cuetro   tiempos.  

Motor de  Diesel  

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Éstos motores  funcionan  cuando  se  enciende  el   combustible  al  ser  inyectado  muy  pulverizado  y  con  alta   presión  en  una  cámara  de  combustión  que  contiene  aire  a   una  temperatura  superior  a  la  temperatura  de   autocombustión,  sin  necesidad  de  chispa,  a  diferencia  de   los  motores  de  gasolina.  


Antonio Saucedo  Azpe      

Máquina Térmica  

http://www.ecured.cu/index.php/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica   http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena3/paginas/rendimiento.htm  

galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Acetf2/maquinasTermicas.ppt

                                               

Máquina Térmica   Antonio  Saucedo   Azpe  

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http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/espinosa_s_ia/ capitulo5.pdf http://arquimedes.matem.unam.mx/Descartes4/doctec/fisica/calor/M aquinasTermicas.htm   http://www.ecured.cu/index.php/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica   http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quince na3/paginas/rendimiento.htm   galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Acetf2/maquinasTermicas.ppt    

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