Este documento describe el ciclo termodinámico de Otto, en el cual operan los motores de combustión interna. Explica que Nikolaus Otto construyó el primer motor de este tipo en 1866 y describe las seis etapas del ciclo: 1) admisión, 2) compresión, 3) explosión, 4) expansión, 5) enfriamiento, 6) escape. Finalmente, analiza la ecuación para calcular el rendimiento del ciclo de Otto ideal basado en la relación entre el trabajo realizado y el calor suministrado.

1. TECNOLOGÍASUPERIOR EN PROCESAMIENTO DE
ALIMENTOS
JOSÉ EGAS
OPERACIONES UNITARIAS
TRANSFERNCIA DE CALOR
TERCERO “B”
ING. MOISÉS MORA
CONSULTA
CICLO DE OTTO

2. 12 - AGOSTO - 2019
MAYO – OCTUBRE
I – 2019
Tema: Ciclo de Otto
Marco Teórico
Nikolaus August Otto fue un alemán que construyó en 1866 un motor que operaba en cuatro tiempos
y requería gas para funcionar. Desarrolló esta máquina junto a Eugen Langen y lo hicieron en dos
versiones: De cuatro y de dos tiempos. Aunque el primer inventor del motor fue Alphonse Veau de
Rochasy hubo pleito entre ambos inventores por la patente,de Rochas obtuvo un pago en dinero pero
fue Otto quien se quedó con la fama. Hasta el día de hoy el ciclo termodinámico con el que trabajan
los motores de combustión interna de cuatro y dos tiempos se conoce como ciclo Otto. (August 2001)
Los motores de combustión interna que encienden por la ignición de un combustible provocada por
una chispa eléctrica suelen trabajar fundamentados en el ciclo Otto. Se trata de un ciclo
termodinámico donde, teóricamente, el calor se aporta a un volumen constante elmotor que funciona
basándose en este principio se caracteriza porque, para su funcionamiento, aspira una mezcla de
aire/combustible (por lo general gasolina). Se trata de un motor alternativo donde trabaja un sistema
de pistón/cilindro con la presencia de válvulas de admisión y de escape.
El proceso consta de seis etapas:
1. Admisión: la válvula de admisión se abre, permitiendo la entrada en el cilindro de la mezcla
de aire y gasolina. Al finalizar esta primera etapa, la válvula de admisión se cierra. El pistón
se desplaza hasta el denominado punto muerto inferior (PMI).
2. Compresión adiabática: la mezcla de aire y gasolina se comprime sin intercambiar calor con
el exterior. La transformación es por tanto isentrópica. La posición que alcanza el pistón se
denomina punto muerto superior (PMS). El trabajo realizado por la mezcla en esta etapa es
negativo, ya que ésta se comprime.
3. Explosión: la bujía se activa, salta una chispa y la mezcla se enciende. Durante esta
transformación la presión aumenta a volumen constante.

3. 4. Expansión adiabática: la mezcla se expande adiabáticamente. Durante este proceso, la
energía química liberada durante la combustión se transforma en energía mecánica,ya que el
trabajo durante esta transformación es positivo.
5. Enfriamiento isócoro: durante esta etapa la presión disminuye y la mezcla se enfría
liberándose calor al exterior.
6. Escape:la válvula de escape se abre,expulsando al exterior los productos de la combustión.
Al finalizar esta etapa el proceso vuelve a comenzar.
El trabajo total realizado durante el ciclo espositivo (ya que éste se recorre en sentido horario esigual
en valor absoluto pero de signo contrario, por lo que no contribuyen al trabajo total. El movimiento
del pistón se transmite a la biela (representada en naranja en la figura) y de ésta al cigüeñal.
Posteriormente este movimiento se transmite a las ruedas. (Girarldo 2013)
Rendimiento del ciclo de Otto ideal
El rendimiento del ciclo de Otto, como el de cualquier otra máquina térmica, viene dado por la
relación entre el trabajo total realizado durante el ciclo y el calor suministrado al fluido de trabajo:
La absorción de calor tiene lugar en la etapa 23 y la cesión en la 41, por lo que:
Suponiendo que la mezcla de aire y gasolina se comporta como un gas ideal, los calores que aparecen
en la ecuación anterior vienen dados por:
Ya que ambas transformaciones son isócoras sustituyendo en la expresión del rendimiento:
La relación entre volúmenes V1/V2 se denomina relación de compresión (r).
Sustituyendo en la expresión del rendimiento se obtiene:

4. Bibliografía
August, Nikolaus. Ciclo Otto Termodinamica . Alemania : Cientifico S.A , 2001.
Girarldo, Emilio. www.athanieto.wordpress.com. 18 de 05 de 2013.
https://athanieto.wordpress.com/tematicas/segundo-principio-de-la-termodinamica/ciclo-de-
otto/.