Máquina Térmica

Antonio Saucedo Azpe Máquina Térmica

Máquina Térmica Antonio Saucedo Azpe

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Contenido Contenido ........................................................................................................... 1

Máquina Térmica ................................................................................................ 2

Definición ......................................................................................................... 2

Calor y Temperatura ........................................................................................... 3

Temperatura ...................................................................................................... 3

Calor .................................................................................................................. 3

Diferencias ......................................................................................................... 3

Cambio de Estado .............................................................................................. 3

Eficiencia ............................................................................................................. 4

El cuerpo humano como máquina térmica ........................................................... 5

Ejemplos de máquina térmica .............................................................................. 6

Refrigerador ...................................................................................................... 6

Bomba de Calor ................................................................................................ 6

Motor de gasolina ............................................................................................. 6

Motor de Diesel ................................................................................................. 6

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El término es utilizado comúnmente para todos los dispositivos que realizan este tipo de trabajo en un sentido más amplio. Las máquinas térmicas permiten intercambiar energía con un conjunto de elementos mecánicos a través de un eje. Podemos encontrar ejemplos de máquinas térmicas en nuestro entorno muy comúnmente. Generalmente, su función final es enfriar o calentar un medio. La máquina absorbe energía térmica (Q) de un depósito caliente, libera energía térmica de uno frío y efecúa un trabajo (W).

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Una máquina térmica lleva a cierta sustancia de trabajo a través de un proceso de un ciclo durante el cual la energía térmica se absorbe de una fuente de temperatura alta, la máquina realiza trabajo y expulsa energía térmica a una fuente de temperatura menor. Pueden existir diferentes tipos de estructuras de máquinas térmicas. Éstas legan a veriar enormemente, algunas pueden involucrar procesos irreversibles. Las diferentes máquinas térmicas también se pueden clasificar de distintas maneras.

Máquina Térmica Una máquina térmica es un sistema operado o un dispositivo que funciona en un ciclo termodinámico y que realiza cierto trabajo transmitiendo calor de un cuerpo con temperatura elevada a un cuerpo con temperatura más baja.

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Calor y Temperatura

Temperatura Es la medida del calor en un cuerpo. Se mide en grados Kelvin o Centígrados. Calor Es la cantidad de energía y es una expression del movimiento que tienen las moleculas en un cuerpo, es decir el paso de energía de un cuerpo a otro. Diferencias SE llegan a confundir ambos conceptos, que están relacionados pero son distintos. La temperatura no depende del movimiento ni de la velocidad de las moléculas. El calor es lo que hace que la temperatura aumente o disminuya. Si añadimos calor, la temperatura aumenta. Si quitamos calor, la temperatura disminuye. Cambio de Estado Al aplicarle calor a una sustancia ésta puede cambiar de estado. Exsten diferentes cambios de estados:

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Eficiencia

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La eficiencia de una máquina se define como la relación entre la salida, la energía que se busca tener, y la entrada, la energía que cuesta. En la máquina térmica la energía que se busca es el trabajo y la energía que cuesta s el calor de la fuente de alta temperatura ( costo del combustible).

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En esta fórmula se muestra que una máquina tiene un 100% de eficiencia sólo sí Qf = 0. Es decir, no se entrega energía térmica al reservorio frío. En los automóviles, el rendimiento oscila entre el 20-‐25 % de la energía suministrada. Es decir el 75% de la energía suministrada se libera a la atmósfera en forma de calor. En una máquina térmica siempre llegan a existir pérdidas, es decir, reducción e la eficiencia.

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Los seres humanos efectuamos diferentes trabajos como caminar, correr, etc. Esto es posible gracias a enegía que obtenemos de nuestro organismo por el proceso de transformar la energía potencial química de los alimentos. La mayor parte de la eergía en nuestro cuerpo la obtenemos de los carbohidratos contenidos en los alimentos que consumimos, los cuales se transfomran en glucosa, que es a su vez, un combustible. La transformación de energía se da al oxidar glucosa en el proceso de la respiración. Ambos realizan trabajo, sin embargo la máquina térmica opera con diferencias de temperatura que provocan la transmición de calor y en el organism la oxidación se da a una temperatura constante., por esta razón, no hay transferencia de calor. La transformación de energía en combustión y en oxidación de realizan con el mismo principio (molecular). Sin embargo hay una diferencia en la velocidad en la que se realizan. Por estas razones, se considera que el cuerpo humano posee características de una máquina, pero no de una máquina térmica, por lo que se le llega a llamar máquina bioquímica

El Cuerpo Humano como Máquina Térmica

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Ejemplos de máquina térmica

Refrigerador El refrigerador es una máquina térmica que todo el mundo conoce y utiliza para enfriar alimentos. Así como la bomba de calor, funciona a la inversa, es decir absorbe energya del depósito frío y la entrega al depósito caliente. Es decir, del interior al exterior. La energía térmica no fluye espontáneamente de un objeto frío a uno caliente. Es necesario el uso de energía eléctrica.

Bombas de Calor La máquina térmica funciona de manera similar al refrigerador. El proceso es realizado por un sistema de refrigeración por compresión de gases refrigerantes . Normalmente es utilizado en sistemas de climatiación o de aire acondicionado.

Motor de Gasolina

Motor de Diesel Éstos motores funcionan cuando se enciende el combustible al ser inyectado muy pulverizado y con alta presión en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa, a diferencia de los motores de gasolina.

Estos motores son motores de combustion interna. Los podemos encontrar en mchos automóviles . Estos producen la expansionde gases por medio de la quema de combustibles, lo cual hace que efectúen el trabajo. El motor más común es el motor de gasoline de cuetro tiempos.

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http://www.ecured.cu/index.php/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena3/paginas/rendimiento.htm

galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Acetf2/maquinasTermicas.ppt

Máquina Térmica

Antonio Saucedo Azpe

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/leip/espinosa_s_ia/capitulo5.pdf http://arquimedes.matem.unam.mx/Descartes4/doctec/fisica/calor/MaquinasTermicas.htm http://www.ecured.cu/index.php/M%C3%A1quina_t%C3%A9rmica http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena3/paginas/rendimiento.htm galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Acetf2/maquinasTermicas.ppt

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