diferentes ciclos termodinamicos

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERIA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA
PRODUCCIÓN
TERMODINAMICA II
Nombre:AndreaDamian
Profesor:Eduardo Rivadeneira
Paralelo:1
Resumen de Nicolás Carnot
NicolásLeonardSadi Carnot,conocidocomo Sadi Carnot, nació en París el 1 de Julio de 1796 y
murióel 24 de Agostode 1832. Fue unfísicofrancéspioneroenel estudiode latermodinámica.
Se le reconoce en la actualidad como el fundador de la
termodinámica,yescribiósutrabajocumbre a los23 años.Este
escrito estuvo desconocido durante 25 años hasta que el físico
Lord Kelvin redescubriósu importancia. Carnot murió a los 36
años, víctima de una epidemia de cólera, sin que se le
reconocieran los méritos a sus contribuciones a la ciencia.
Estudió en la Escuela Politécnica, donde se licenció.En 1814 se
incorporó al cuerpo de ingenieros del Ejército en el que
permaneció hasta 1828. Carnot se sintió atraído desde el
principio por las propiedades del calor y su aplicación a
dispositivos de interés técnico.
En 1824, a los23 años publicósufamosaobra “Reflexionessobrelapotenciamatrizdel fuegoy
sobre las máquinasadecuadaspara desarrollarestapotencia”en la que introduce el concepto
de transformaciones cíclicas, aplica a ellas el concepto de reversibilidad y enuncia lo que hoy
conocemos con el nombre de ciclo de Carnot (ciclo reversible ditermo, compuesto por dos
transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas), demostrandoque tal ciclo, que no puede ser
realizadoporunamáquinaideal,presentaunrendimientoque sólodepende de latemperatura
de las fuentes (caldera y refrigerante) entre las que evoluciona el sistema. Enuncia la
imposibilidaddelmóvilperpetuo,concluyendoquenopuedeexistirunamáquinarealque tenga
un rendimiento mayor que una máquina reversible, funcionando ambas entre las mismas
fuentes caloríficas.
Estos trabajos,poco comprendidosporsuscontemporáneos,fueronmástarde reconocidosen
Alemania por Rufolf Clausius (quienlos difundió) y por Lord Kelvin en el Reino Unido. Como
reconocimiento, el principio de Carnot se rebautizó como “Principio de Carnot-Clausius”.
Sadi Carnot no publicó nada después de 1824. Su pensamientoes original,único en la historia
de la ciencia moderna, pues no se apoya en nada anterior y abre un amplio campo a la
investigación. Este libro fue recogido por Clausius y Thompson (Lord Kelvin) para formular de
una manera matemática, las bases de la termodinámica.
Carnot introduce tres conceptos fundamentales:

2.  El concepto de ciclo o máquina cíclica.
 La relaciónentre lacaídadel calorde una fuente calienteaotramás fría
y su relación con el trabajo.
 El concepto de máquina reversible de rendimiento máximo
Ciclo de Carnot
Para conseguirlamáximaeficiencialamáquinatérmicareversible que necesitamosdebe tomar
calor de un foco caliente,cuyatemperaturaescomomáximo Tc y verterel calor de desechoen
el foco frío, situado como mínimo a una temperatura Tf.
Para que el cicloseaóptimo,todoel calorabsorbidodeberíatomarse alatemperaturamáxima,
y todo el calor de desecho, cederse a la temperatura mínima. Por ello, el ciclo que estamos
buscandodebe incluirdosprocesosisotermos,unode absorciónde calora Tc y unode cesióna
Tf.
Para conectar esas dos isotermas (esto es, para calentar el sistema antes de la absorción y
enfriarloantesdelacesión),debemosincluirprocesosquenosuponganunintercambiode calor
con el exterior (ya que todo el intercambio se produce en los procesos isotermos).
Ciclo de Stirling
Un ciclo de Stirling es una versión idealizada de lo que ocurre en un motor de Stirling
En su versión más simple, este ciclo está formado por cuatro pasos:
A→B Se comprime el gasde formaisoterma.Estocorresponde auntramode hipérbola
correspondiente a la temperatura indicada.
B→C Se calienta el gas manteniendo fijado su volumen. Gráficamente, es una línea
vertical entre las dos isotermas.
C→D Se expande el gasa temperaturaconstante hastaque vuelveasu volumeninicial.
Otro arco de hipérbola ahora recorrido hacia volúmenes crecientes.

3. D→A Se enfría el gas manteniendo constante su volumen hasta que su temperatura
vuelve a ser la inicial. Es un tramo vertical hacia abajo, cerrando el ciclo.
En este proceso se absorbe calor en el calentamiento a volumen constante y en la expansión
isoterma, y se absorbe en los otros dos.
Un refinamiento del ciclo de Stirling es el siguiente. El calor que es liberado en el foco frío no
puede reutilizarseparacalentarel gasenel fococaliente,yaque ellosupondríaunflujode calor
del foco frío al caliente, lo que va en contra del segundo principio de la termodinámica. Sin
embargo,noocurre lomismoconel gasliberadoenel enfriamientoisócoro.Eneste caso,el gas
pasa por todas las temperaturas entre digamos 1200 K y 300 K, cediendo calor gradualmente.
En el calentamientoisócoroocurre el procesoinverso:el gaspasagradualmentedesdelos300 K
a los 1200 K, absorbiendo calor. En principio, el calor liberado en el enfriamiento puede
reutilizarse en el calentamiento.El calor liberadocuando el gas pasa por 500 K en la bajada se
entregaa otra cámara en la cual haygas a 500 K enla subida.Puestoque las dos temperaturas
son iguales, no se viola el segundo principio de la termodinámica. Este proceso se denomina
regeneración y se consigue mediante un intercambiador de calor.
En un ciclo de Stirling con regeneración, todo el calor se absorbe a la temperatura del foco
caliente, TC,ytodoel calor se cede a latemperaturadel focofrío, TF. Por ello,surendimientoes
el mismo que el de una máquina de Carnot que opere entre las temperaturas extremas
Ciclo Ericsson
Un cicloEricssonessimilaraunode Stirling,conladiferenciade enlugarde dosisócoras,incluye
un calentamiento y un enfriamiento a presión constantes, que en un diagrama pV son
segmentos horizontales.
Comoenel ciclode Stirling,elcicloEricssonadmite regeneración,de formaqueel calorliberado
en el enfriamiento se reutiliza en el calentamiento, de manera que el único calor absorbidose
produce a la temperatura del foco caliente y el único calor cedido a la del foco frío. Si tiene

4. regeneración, el rendimiento de un ciclo Ericsson ideal es también el mismo que el de una
máquina de Carnot
Referencias
http://laplace.us.es/wiki/index.php/M%C3%A1quinas_t%C3%A9rmicas_%28GIE%29