Semana 09 Sesión 3 Maquinas de calor y refrigeradores Máquinas de calor: Ciclo de Otto, ciclo Diesel. Refrigeradores. Práctica dirigida. UPC Física 2
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Transcript
Semana 09 Sesión 3
Maquinas de calor y refrigeradores
Máquinas de calor: Ciclo de Otto, ciclo Diesel. Refrigeradores. Práctica dirigida.
UPC Física 2
Logro de la sesión
Al término de la sesión el alumno
Explica qué es una máquina térmica y cómo se calcula su eficiencia y el rendimiento de refrigeradores.Realiza cálculos que implican el ciclo de Carnot idealizado para motores y refrigeradores.
10/03/2012 FISICA 22
Agenda de la sesión de clases Máquinas de calor.
Ciclo de Otto
Ciclo de Diesel
Refrigeradores
Refrigerador de Carnot
Práctica dirigida
Cierre.
28/04/2023 Los profesores 3
Física 4
Máquinas térmicasSon dispositivos que transforman el calor de una fuente determinada en trabajo, arrojando calor residual a una fuente más fría.La sustancia de trabajo, a través de un proceso cíclico, experimenta entrada y salida de calor. La diferencia neta de los calores de entrada y salida representa el trabajo total realizado por el sistema.En un proceso cíclico, el cambio en la energía interna es cero.
El calor absorbido es positivo y el cedido es negativo.El calor neto en un ciclo es:
C
F
C
F
W2 1 0U U Q W Q W
c F c FW Q Q Q Q Q
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Motores de combustión internaCiclo de motor de combustión interna de cuatro tiempos: (a) carrera de admisión, (b) carrera de compresión, (c) Encendido, (d) Carrera de potencia, (e) carrera de escape.
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Ciclo de Otto
( )c V a dQ nC T T
La eficiencia del motor se mide por:
( )h V c bQ nC T T
h c
h
Q QeQ
1 2ComoV rV
1 1( )a bT rV T V 1 1( )d cT rV TV
1
11er
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C
F
Se caracteriza porque el calor entra a presión constante y sale a volumen constante. El ciclo consta también de cuatro procesos:
–A-B: Carrera de compresión (compresión adiabática) –B-C: Encendido de combustible (calentamiento a presión constante) –C-D: Carrera de potencia (expansión adiabática) –D-A: Expulsión de calor al entorno (enfriamiento a volumen constante)
Ciclo Diesel
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RefrigeradorEs una máquina térmica que extrae calor del reservorio frío y lo vierte en el reservorio caliente. Para ello es necesario hacer trabajo.
Coeficiente de rendimiento de un refrigerador
Cuanto mayor sea K, mejor será el refrigerador.
Nota: El principio operativo del refrigerador, acondicionador de aire y las bombas térmicas es el contrario de una máquina térmica.
FC
FF
QQQ
WQ
k
Depósito frío a Tf
Motor
Deposito caliente a Tc
Qc
Qc
W
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Refrigerador de Carnot
Coeficiente de rendimiento de un refrigerador
FQkW
F F
C F C F
Q TkQ Q T T
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Recomendaciones
Revisar los temas del libro Sears, páginas 680-682, 684-688.Resolver los ejercicios: 20.9-20.23, página 703-704. Resolver los problemas: 20.37, 20.38, 20.39, 20.41, 20.42, 20.47, 20.49, página 705-707.
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Fin de la presentación
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