PRIMERA EVALUACIÓN

DEMOSTRACIÓN DE LA EFICIENCIA

1º- Le aplicamos un trabajo al gas(COMPRESOR).
2º- El gas absorbe calor del foco frío(Qc).
3º- Se cede calor al foco caliente(Qh).

Basándonos en el 1º Principio de la Termodinámica (AU = Q + W).
Como es un proceso cíclico----- AU = 0.
Q = /Qc/ + /Qh/; Aplicamos el sistema de signos de la IUPAC.
Q = -Qh + Qc;
W = -Q; W = -(-Qh + Qc); W = Qh – Qc.
Como nos interesa y lo que aprovechamos es Qc, dividimos todo entre Qc y lo invertimos.
W/Qc = Qh – Qc / Qc; Qc / W = Qc / Qh – Qc
Si el ciclo es reversible se cumple que esto anterior es igual a Tc / Th-Tc.
Por lo cual, E = Qc/W = Qc / Qh-Qc = Tc / Th-Tc
La eficiencia significa que extraemos tantas veces mayor trabajo que el aplicado en el compresor. La eficiencia siempre es mayor o igual que 1.

MÁQUINA TÉRMICA (Refrigerador)

El refrigerante (Frehón) a baja presión es comprimido por medio del compresor hasta unas 10 atmósferas (1atm = 1kg/m(3)), y su temperatura aumenta entre 100 y 120 ºC. Este gas caliente pasa por un sistema de tubos, que están en la parte trasera del frigorífico y que forman una figura parecida a la de un serpentín. A este sistema de tubos se le desidna CONDENSADOR, porque es el lugar donde el refrigerante se licua, al estar en contacto con el aire circundante de la cocina, es decir, que el aire circundante actúa de refrigerador, condensando el refrigerante y liberando calor.
El gas caliente libera calor y se convierte en líquido a alta presión. Este gas condensado pasa por un estrechamiento llamado válvula de estrangulación.
Esta válvula está formada por un tubo más estrecho que por el que circulaba antes el líquido. Al llegar a este estrechamiento, el líquido sigue constante, pero al salir del estrechamiento, la presión disminuye y el líquido se expande, y se evapora debido a estos dos factores anteriores , en el EVAPORADOR.
Durante la evaporación, las moléculas de vapor necesitan energía para moverse o expandirse y a la vez abandonar el líquido. Esta energía (calor) es arrancada del propia líquido de los alimentos que se encuentren en esa zona, por ello el refrigerante se enfría y enfría las paredes del evaporador, haciendo que su temperatura disminuya entre -15 y -20 ºC.
Posteriormente, el gas expandido pasa al compresor y se vuelve a repetir el ciclo.

MÁQUINA TÉRMICA (caldera)

El agua es cogida por la motobomba, y transcurre por un sistema de tubos que la lleva hasta la caldera(Qh), donde por medio de una llama, esta agua se calienta y pasa a estado gaseoso(vapor de agua).
El ahora vapor sigue transcurriendo por los tubos y llega a la zona donde se encuentra la turbina. En esta zona hay más espacio que en el tubo, y por eso al llegar el gas se expande, disminuye su presión y hace que las aspas de la turbina giren, produciendo un movimiento en el eje al cual las aspas están solidarias, generando energía mecánica.
El vapor pasa al condensador, donde se pone en contacto con un tubo con agua procedente de algún océano o mar, que produce la disminución de la temperatura, y la consiguiente condensación.
El agua vuelve a la motobomba, que añadirá agua si se ha producido alguna pérdida durante el proceso.

RENDIMIENTO DE UNA MÁQUINA TÉRMICA CONVENCIONAL

AV = W + Q; AU = 0;
Q + W = 0.
Aplicamos el convenio de signos de la IUPAC.
Q = W; Q = Qh - Qc
Rendimiento = (Qh - Qc)/Qh = (Th - Tc)/Th

PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA

AU = f(Q,W); AU: Variación de la energía interna.

AU = Q + W------ FÓRMULA GENERAL

-Sistema de signos de la IUPAC:

La expresión "AU = Q + W" constituye la fórmula matemática del primer principio dela termodinámicaque dice: la energía total de un sistema aislado permanece constante, aunque dentro del sistema se puedan transformar unas clases de energías en otras.

Un sistema aislado es en sistema termodinámico* que no puede intercambiar materia ni energía con el exterior. Un sistema aislado es el universo ya que no intercambia ningún tipo de energía con su entorno y la energía total del universo permanece constante.

*Termodinámico: Ciencia que se encarga del estudo de la energía y de la interacción entre calor(Q) y trabajo(W).

ENERGÍA ELÉCTRICA

Energía que se crea debido a la corriente eléctrica.
E = P · t; /P = V · I/; E = V · I · t

ENERGÍA RADIANTE

Energía que se propaga en forma de ondas electromagnéticas, a la velocidad de la luz.

MÁQUINA TÉRMICA

Una máquina térmica tiene un rendimiento del 30%.
Rendimiento = E util/E motor

POTENCIA / PODER CALORÍFICO
Cantidad de calor que produce cada gramo de dicho combustible.
Madera húmeda -- 2800 cal/gr
Madera seca -- 4000 cal/gr
Carbón vegetal -- 5700 cal/gr
Alcohol -- 7200 cal/gr
Gasolina -- 10000 cal/gr
Petróleo -- 11000 cal/gr
Hidrógeno -- 25000 cal/gr

ENERGIA QUIMICA

ENERGIA QUIMICA
Definición: -Es la energía que mantiene a los átomos unidos.
-Energía almacenada en los enlaces que mantienen unidos los átomos de los cuerpos.
¿Cómo se origina?: Se origina en las reacciones químicas de los productos.
¿Cuál es la base?: Combustibles, vegetales, alimentos...
¿Cómo se manifiesta?: Luz, calor, sonido, energía eléctrica(pilas).
En los combustibles: La energía química se produce cuando se queman los combustibles.
• La energía liberada por un combustible depende de su poder calorífico, dado en la fórmula: Eq = m • Pc
Eq: Energía química
m: masa ( kg)
Pc: kcal/kg, cal/gr, o kcal/m(3)