Toda máquina que realiza trabajo con la finalidad de mantener un fluido en movimiento o provocar el desplazamiento o el flujo del mismo. Una máquina térmica es un dispositivo que, operando de forma cíclica, toma de calor de un foco caliente, realiza un cierto trabajo (parte del cual se emplea en hacer funcionar la propia máquina) y entrega calor de desecho a un foco frío, normalmente el ambiente.
3 Rendimiento de una máquina térmica
Se define el rendimiento de una máquina térmica según el principio general de “lo que obtenemos dividido por lo que nos cuesta”. En este caso, “lo que obtenemos” es el trabajo neto que sale de la máquina. “Lo que nos cuesta” es el calor que entra procedente del reactor. Por tanto
El funcionamiento de una máquina térmica real implica una serie de procesos que no son de equilibrio y que obligan a calcular el
rendimiento principalmente de forma empírica.
REFRIGERADORES
Un refrigerador es un dispositivo cuyo objetivo es extraer calor de un cuerpo a una cierta temperatura y cederlo a otro que se encuentra a una temperatura superior. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire u otras sustancias) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que pueda funcionar de forma continua, como sucede con las máquinas térmicas.
Como ya se ha comentado en la introducción el paso de calor de un cuerpo frio a otro caliente no se produce de forma espontánea. Se llega así a un nuevo enunciado del Segundo Principio:
rendimiento principalmente de forma empírica.
REFRIGERADORES
Un refrigerador es un dispositivo cuyo objetivo es extraer calor de un cuerpo a una cierta temperatura y cederlo a otro que se encuentra a una temperatura superior. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire u otras sustancias) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que pueda funcionar de forma continua, como sucede con las máquinas térmicas.
Como ya se ha comentado en la introducción el paso de calor de un cuerpo frio a otro caliente no se produce de forma espontánea. Se llega así a un nuevo enunciado del Segundo Principio:
Enunciado de Clausius
No es posible el paso de calor de un
cuerpo frío a uno caliente sin el consumo de trabajo.
Se puede representar un refrigerador de
forma esquemática de la siguiente manera:
Absorbe una cantidad de calor Q2 de un
foco frío a una temperatura T2
En este caso, la potencia es evidentemente
una potencia consumida.
Eficiencia (ε)
Un refrigerador se optimizará reduciendo
el trabajo consumido para la misma cantidad de calor extraída del foco frío. La
eficiencia (ε) de un refrigerador se define entonces como:
La limitación impuesta por el enunciado de
Clausius nos indica simplemente que la eficiencia debe ser menor que infinito,
ya que el trabajo debe ser distinto de cero.
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