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Física UNI
MÁQUINA TÉRMICA
Son máquinas que se encargan de transformar la energía interna de un combustible en energía mecánica.
En las máquinas térmicas al arder el combustible en el foco caliente, eleva la temperatura de la sustancia de
trabajo (gas, aire, vapor de agua, etc), centenares o millares de grados en comparación con el medio circundante.
Al mismo tiempo se eleva la presión de dicha sustancia, en comparación con el medio que los rodea, es decir con la
atmósfera. Dicha sustancia con alta energía al ingresar a la máquina va a desarrollar trabajo (puede mover
turbinas) y como consecuencia de ello reduce su energía interna, su temperatura para salir después a un sumidero,
de baja temperatura. Luego en la máquina térmica la sustancia de trabajo opera entre dos focos de alta y baja
temperatura.
Ejemplos de máquina térmica tenemos los motores de los automoviles, centrales termoeléctricas para la
generación de energía eléctrica, etc.
REPRESENTACIÓN SIMPLIFICADA DE LA MÁQUINA TÉRMICA
Por conservación de la Energía
Q = Q + W ... ( ) 1
F P U
La eficiencia de la máquina térmica (nM.T.)
W
n = u 100% …(2)
MT
Q
E
de la expresión (1)
WU = QE – QP
Remp en 2:
Q − Q P
n = E 100%
MT
Q E
CICLO DE CARNOT
A la sucesión de procesos termodinámicos con el objetivo de retornar al estado termodinámico inicial se le
denomina ciclo termodinámico.
Si todos los procesos termodinámicos involucrados en el ciclo son reversibles lo denominaremos ciclo reversible.
En 1824 Sadi Carnot planteó un ciclo reversible importante la cual determina el límite de la capacidad de convertir
calor en trabajo; a dicho ciclo en la actualidad se le conoce como ciclo de
Carnot y es el ciclo de máxima eficiencia comparado con otros ciclos que trabajan con las mismas temperaturas
alta y baja.
En el ciclo de Carnot la sustancia de trabajo puede ser un gas o el vapor de agua; en este caso vamos a considerar
a un gas ideal para representar con facilidad los procesos en el diagrama presión
(P) volumen (V).
El ciclo de Carnot consta de dos procesos reversibles isotérmicos y dos procesos reversibles adiabáticos.
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