Termodinámica: Ciclo de Carnot

1. Ciclo de Carnot

2. • De acuerdo con la segunda ley, ninguna máquina térmica
puede tener eficiencia del 100%.
• El ingeniero francés Sadi Carnot (1796-1832) contestó esta
pregunta en 1824, cuando inventó una máquina térmica
idealizada hipotética que tiene la máxima eficiencia posible,
congruente con la segunda ley. El ciclo de esta máquina se
denomina ciclo de Carnot.

3. Ciclo de Carnot
• La conversión de calor en trabajo es un proceso
irreversible; el propósito de una máquina
térmica es una reversión parcial de este proceso,
la conversión de calor en trabajo con la máxima
eficiencia posible. Para lograrlo, entonces,
debemos evitar todos los procesos irreversibles

4. • Todo proceso que implique
transferencia de calor debe
ser isotérmico.
• Cualquier proceso en el
que la temperatura T de
la sustancia de trabajo
cambie deberá ser
adiabático.

5. Pasos del ciclo de Carnot

6. Eficiencia térmica:
Para la expansión isotérmica ab:

7. Para los dos procesos adiabáticos:
Dividiendo la primera expresión entre la segunda:

9. Ejemplo:

10. El refrigerador de Carnot
• Dado que cada paso del ciclo de Carnot es reversible, todo el ciclo
podría revertirse, convirtiendo la máquina en refrigerador. El
coeficiente de rendimiento del refrigerador de Carnot se obtiene
combinando la definición general de K

11. Ciclo de Carnot y la segunda ley

12. Bibliografía:
• Sears F.W.,Zemansky M.W.,“Física
Universitaria”,12ª Edición. Vol. 1.
Imágenes:
• Sears F.W.,Zemansky M.W.,“Física
Universitaria” 12ª Edición. Vol. 1.