Tema 3 unidad 3 B089

Física: Fluidos y termodinámica

Unidad 3: Termodinámica
Tema 3: Segunda ley de la termodinámica y máquinas térmicas

Multiple Choice

¿Cuál es la dirección en la cual se produce la transferencia de calor?

• Del cuerpo frío al cuerpo caliente.

• Cuando tienen la misma temperatura.

• Del cuerpo caliente al cuerpo frío

• Cuando están en equilibrio térmico.

Unidad 3

Dirección de los procesos termodinámicos

¿Es posible que el calor fluya de un cuerpo frío a uno caliente?

Unidad 3

Dirección de los procesos termodinámicos

Unidad 3

Máquinas térmicas

• ¿Qué es?
  ​Es un dispositivo que transforma calor parcialmente en trabajo o energía mecánica.

• Sustancia de trabajo: Material en el interior de la máquina térmica.

• Proceso cíclico

Unidad 3

Máquinas térmicas

Unidad 3

Diagrama de flujo y eficiencia

• ​Un diagrama de flujo representa las transformaciones de energía en una máquina térmica.

• La eficiencia térmica se define como la fracción de calor que ingresa que se transforma en trabajo.

Unidad 3

Máquinas térmicas

Un motor de combustión lenta es una máquina térmica, cuya sustancia de trabajo es el aire.

Unidad 3

Máquinas térmicas

Ciclo de Otto

La eficiencia del ciclo de otto es dada por el valor del cociente de capacidades caloríficas del gas.

​Si r=8, y se considera el aire como gas ideal diatómico, la eficiencia es e=0,56 o 56%

Unidad 3

Máquinas térmicas

Ciclo Diesel

Multiple Choice

¿Cuál es una de las características de las máquinas térmicas?

• Produce trabajo sin necesidad de calor.

• Tienen un proceso cíclico.

• Tienen siempre procesos adiabáticos.

• Produce calor sin necesidad de trabajo.

Multiple Choice

Indique si la aseveración es verdadera o falsa.

" El ciclo Otto tiene dos procesos isotérmicos y dos procesos isocóricos"

• Verdadero.

• Falso.

Multiple Choice

Indique si la aseveración es verdadera o falsa.

"El ciclo Diesel tiene dos procesos adiabáticos, un proceso isocórico y un proceso isobárico."

• Verdadero.

• Falso.

Unidad 3

Máquinas térmicas

Refrigerador

​Coeficiente de rendimiento

​Mejor refrigerador, extrae mas cantidad de calor con menor trabajo.

Unidad 3

Segunda ley de la Termodinámica

Planteamientos cualitativos de la segunda ley de la termodinámica

Unidad 3

Segunda ley de la Termodinámica

Planteamientos cualitativos de la segunda ley de la termodinámica

Multiple Choice

¿Qué indica el planteamiento Planck de la segunda ley de la termodinámica?

• Todo el calor se transforme en trabajo.

• Se extrae frío de un sistema sin trabajo.

• Es imposible que todo el calor se transforme en trabajo.

• Es imposible extraer calor sin trabajo.

Unidad 3

Máquina térmica ideal

Ciclo de Carnot

Unidad 3

Máquina térmica ideal

Eficiencia del ciclo de Carnot

Unidad 3

Máquina térmica ideal

Rendimiento refrigerador de Carnot

Unidad 3

Ejemplo

​El ciclo Stirling teórico está compuesto por 4 procesos reversibles: compresión isotérmica, calentamiento isocórico, expansión isotérmica y enfriamiento  isocórico. Se utiliza un gas ideal como sustancia de trabajo, con γ = 1,4 y R=8,31 [J/mol K]

a)Haga un diagrama PV de este ciclo.

b)Calcule: P, V, T, W, Q y ΔU en cada proceso.

c)Indique en qué procesos se absorbe o cede calor.

d)Calcule el rendimiento del ciclo.