Una maquina térmica cuyo foco caliente tiene una temperatura de 260.6 °F toma 420 J a esta temperatura en cada ciclo y cede 80 cal al foco frío. Calcular la temperatura de este foco frío.
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Explicación:
TECNOLOGÍA INDUSTRIAL I1. Departamento de Tecnología. IES Nuestra Señora de la Almudena Mª Jesús Saiz
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TEMA 6: TERMODINÁMICA. MÁQUINA TÉRMICA
Y MÁQUINA FRIGORÍFICA
La termodinámica es la parte de la física que se ocupa de las relaciones existentes entre el calor y el
trabajo.
El calor es una forma de energía, y al suministrar calor a ciertos dispositivos, estos lo transforman en
trabajo mecánico útil, y en pérdidas por calor.
Una máquina térmica es un dispositivo capaz de aprovechar el calor que recibe para producir trabajo útil.
El calor que recibe (que se puede obtener de una reacción química, combustión), lo absorbe un sistema,
normalmente un fluido (agua, aire, gasolina,…), que irá transformando parte de esa energía térmica en
energía mecánica. El fluido realiza una serie de transformaciones termodinámicas, y en ellas se puede
calcular el trabajo y también el rendimiento de la máquina.
La termodinámica estudia los procesos de transformación de trabajo en calor y viceversa.
Trabajo Calor
Cuando un cuerpo absorbe energía en forma de calor, se dilata aumentando de volumen (realiza un
trabajo) y aumenta su energía interna que se manifiesta en aumento de temperatura.
Cuando hay aumento de volumen, el trabajo se considera positivo, y cuando disminuye el volumen, el
trabajo es negativo.
1.- Transformación de un sistema termodinámico
En todo proceso, el trabajo realizado por un fluido, no depende sólo del trabajo inicial y final, sino que
también depende del camino seguido
Para estudiar los ciclos termodinámicos que describen los fluidos en el interior de una máquina térmica,
se parte de las transformaciones básicas representadas en un diagrama presión – volumen p-V.
Como ejemplo podemos imaginar el gas encerrado en un cilindro (aire, CO2, mezcla aire-combustible, et.)
El trabajo es el area encerrada entre nuestra curva termodinámica y el eje de abcisas
Magnitudes básicas:
- Ecuación de estado de un gas ideal p.V = n.R.T
= cte
- Trabajo realizado W = F.d = p.S.d = ∫ .
- Calor absorbido Q
- Primer principio de la termodinámica: Una máquina térmica transforma una parte del calor
recibido en trabajo y el resto lo destina a modificar su energía interna.
Q = W + U
donde U es la variación de energía interna, Q es el calor agregado al sistema y W el trabajo