💪TERMODINÁMICA. CICLO de CARNOT [👉ENTRA y APRENDE TODO HOY MISMO acerca de este IMPORTANTE CICLO👍]

LaMejorAsesoríaEducativa
10 Dec 202042:37

Summary

TLDREl script detalla el estudio de los ciclos termodinámicos, en especial el ciclo de Carnot, una máquina térmica eficiente que genera trabajo a partir del calor. Se describen los cuatro procesos clave: expansión isotérmica reversible, expansión adiabática reversible, compresión isotérmica reversible y compresión adiabática reversible. Se ilustra cómo estos procesos se representan en diagramas de presión-volumen y temperatura-entropía, y se explica la relación entre el trabajo neto, el calor neto y la eficiencia térmica. Además, se discute cómo aplicar el ciclo de Carnot a sistemas cerrados y abiertos, y se enfatiza la importancia de entender estos conceptos para analizar ciclos de potencia y refrigeración en ingeniería.

Takeaways

  • 🔥 El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico que produce trabajo neto tomando calor de una fuente caliente y cediéndolo a una fuente fría.
  • 💡 Una máquina térmica toma calor de una fuente caliente para producir trabajo neto y luego libera calor a una fuente fría.
  • 🔄 El ciclo de Carnot consiste en cuatro procesos: dos de expansión y dos de compresión.
  • 🌡️ La expansión isotérmica reversible se realiza a temperatura constante, sin fricción, y permite la entrada de calor al sistema.
  • ⚙️ La expansión adiabática reversible se lleva a cabo sin intercambio de calor con los alrededores, y es un proceso ideal donde la entropía permanece constante.
  • 🔄 La compresión isotérmica reversible se realiza a temperatura constante y permite la salida de calor del sistema.
  • 📉 La compresión adiabática reversible se lleva a cabo sin intercambio de calor y es un proceso ideal donde la entropía permanece constante.
  • 📊 En un diagrama presión-volumen, el área encerrada por el ciclo de Carnot representa el trabajo neto del ciclo.
  • 🌀 La eficiencia térmica del ciclo de Carnot se calcula como el trabajo neto dividido por el calor que entra al ciclo.
  • 📈 La eficiencia térmica real siempre es menor o igual a la eficiencia térmica ideal del ciclo de Carnot, siendo imposible que sea mayor.

Q & A

  • ¿Qué es el ciclo de Carnot?

    -El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico que produce trabajo neto al tomar calor de una fuente caliente y ceder calor a una fuente fría.

  • ¿Cuáles son los cuatro procesos que componen el ciclo de Carnot?

    -El ciclo de Carnot está compuesto por cuatro procesos: dos procesos de expansión (una expansión isotérmica reversible y una expansión adiabática reversible) y dos procesos de compresión (una compresión isotérmica reversible y una compresión adiabática reversible).

  • ¿Qué significa que un proceso sea isotérmico?

    -Un proceso isotérmico es aquel que ocurre a temperatura constante.

  • ¿Qué implica que un proceso sea adiabático?

    -Un proceso adiabático es aquel en el que no hay intercambio de calor con los alrededores.

  • ¿Cuál es la propiedad constante en un proceso isotérmico?

    -En un proceso isotérmico, la propiedad constante es la temperatura.

  • ¿Qué es un proceso isentrópico?

    -Un proceso isentrópico es un proceso adiabático reversible donde la entropía permanece constante.

  • ¿Cómo se representa el ciclo de Carnot en un diagrama de presión-volumen?

    -En un diagrama de presión-volumen, el ciclo de Carnot se representa con dos expansiones y dos compresiones, cada una con sus respectivas curvas isotérmicas y adiabáticas.

  • ¿Qué representa el área encerrada en un diagrama de presión-volumen para el ciclo de Carnot?

    -El área encerrada en un diagrama de presión-volumen representa el trabajo neto desarrollado por el ciclo.

  • ¿Cómo se calcula la eficiencia térmica de un ciclo de potencia?

    -La eficiencia térmica se define como el trabajo neto dividido entre el calor que entra al ciclo. También se puede calcular como 1 menos el cociente del calor que sale dividido entre el calor que entra.

  • ¿Qué relación existe entre el calor neto y el trabajo neto en un ciclo termodinámico?

    -En un ciclo termodinámico, el calor neto es igual al trabajo neto, lo que implica que el área encerrada en un diagrama temperatura-entropía representa el trabajo neto desarrollado por el ciclo.

Outlines

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📚 Introducción a los ciclos termodinámicos de Carnot

El primer párrafo presenta una lección sobre los ciclos termodinámicos especiales, centrando la atención en el ciclo de Carnot. Se describe que el ciclo de Carnot es un proceso que genera trabajo neto a partir del calor absorbido de una fuente caliente y el calor rechazado a una fuente fría. Se hace referencia a máquinas térmicas y cómo funcionan, incluyendo la entrada y salida de calor y trabajo. Además, se menciona que el ciclo de Carnot está compuesto por cuatro procesos: dos de expansión y dos de compresión, donde los procesos de expansión son isotérmicos y reversibles, y el trabajo es realizado por la máquina.

05:01

🔧 Procesos de expansión y compresión en el ciclo de Carnot

El segundo párrafo detalla los procesos que componen el ciclo de Carnot. Se explica que el primer proceso es una expansión isotérmica reversible, donde el volumen aumenta y el calor entra en el sistema. El segundo proceso es una expansión adiabática reversible, manteniendo la entropía constante y sin intercambio de calor con el entorno. Estos dos procesos de expansión son responsables de realizar trabajo positivo sobre el entorno. El tercer proceso es una compresión isotérmica reversible, donde se transfiere calor fuera del sistema, y el cuarto proceso es una compresión adiabática reversible, que también mantiene la entropía constante y no involucra intercambio de calor con el entorno. Estos procesos de compresión consumen trabajo en el sistema.

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📈 Representación gráfica del ciclo de Carnot

El tercer párrafo se enfoca en la representación gráfica del ciclo de Carnot, tanto en un diagrama de presión-volumen como en un diagrama de temperatura-entropía. Se describe cómo se dibujan los procesos isotérmicos y adiabáticos en ambos diagramas, y se destaca la importancia de los procesos isotérmicos en términos de intercambio de calor con el entorno. Se menciona que el área bajo las curvas en el diagrama de presión-volumen representa el trabajo realizado, mientras que en el diagrama de temperatura-entropía, las áreas representan el calor transferido.

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🔄 Análisis de la relación entre trabajo y calor en el ciclo de Carnot

El cuarto párrafo explora la relación entre el trabajo y el calor en el ciclo de Carnot. Se analiza cómo el área encerrada en un diagrama de presión-volumen representa el trabajo neto del ciclo, y cómo el área en un diagrama de temperatura-entropía representa el calor neto. Se concluye que el trabajo neto es igual al trabajo realizado por el ciclo menos el trabajo consumido, y que el calor neto es igual al calor entrante menos el calor saliente. Además, se establece que en un ciclo termodinámico, la variación de energía interna es nula, lo que implica que el calor neto es igual al trabajo neto.

20:04

🛠 Aplicación del primer principio de la termodinámica

En el quinto párrafo, se aplica el primer principio de la termodinámica, la conservación de la energía, al ciclo de Carnot. Se discute que para un ciclo cerrado o abierto, el calor neto es igual a la variación de entalpía más el trabajo neto. Dado que la variación de entalpía en un ciclo es cero, se deduce que el calor neto es igual al trabajo neto. Esto se utiliza para entender la eficiencia de los ciclos termodinámicos y se destaca la importancia de la eficiencia térmica en los ciclos de potencia y de refrigeración.

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👨‍🔧 Eficiencia térmica y su cálculo

El sexto párrafo se centra en la eficiencia térmica del ciclo de Carnot y cómo calcularla. Se define la eficiencia térmica como el trabajo neto dividido por el calor entrante. Se presentan dos fórmulas para calcular la eficiencia térmica: una basada en el trabajo neto y calor entrante y saliente, y otra que utiliza la diferencia entre las temperaturas de la fuente caliente y fría. Se enfatiza que la eficiencia térmica de Carnot es la más alta posible y que cualquier ciclo real será menos eficiente.

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🔄 Aplicación del ciclo de Carnot a sistemas cerrados y abiertos

El séptimo párrafo describe cómo aplicar el ciclo de Carnot a sistemas cerrados, como un cilindro y un pistón, y a sistemas abiertos con flujo estacionario. Se explica que en un sistema cerrado, se debe aportar calor para mantener el proceso isotérmico durante la expansión, y en un sistema abierto, se utilizan turbinas y compresores para lograr los procesos de expansión e isotérmica y adiabática. Se resalta la importancia de entender estos procesos para analizar ciclos de potencia y refrigeración en diferentes sistemas.

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🔧 Ejemplos de aplicación del ciclo de Carnot en diferentes sistemas

El octavo y último párrafo ofrece una visión de cómo se aplicará el ciclo de Carnot en próximos videos, abordando sistemas cerrados con vapor de agua y gas ideal, así como sistemas abiertos con vapor de agua y aire. Se mencionan los ejercicios clave que se resolverán y se anima a los espectadores a suscribirse y compartir el contenido si les resultó útil, con el objetivo de apoyar el crecimiento del canal y ayudar a otros a aprender sobre el tema.

Mindmap

Keywords

💡Ciclo de Carnot

El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico teórico que representa la máquina de calor más eficiente posible. En el video, se utiliza como referencia para entender y comparar la eficiencia de diferentes ciclos termodinámicos, ya que consiste en un ciclo de cuatro procesos reversibles y adiabáticos que realizan trabajo a partir del calor absorbido de una fuente caliente y entregado a una fuente fría.

💡Máquina térmica

Una máquina térmica es un dispositivo que convierte calor en trabajo. En el contexto del video, se describe cómo una máquina térmica toma calor de una fuente caliente, lo utiliza para producir trabajo neto y luego cede calor a una fuente fría. El ciclo de Carnot es un modelo ideal de máquina térmica.

💡Trabajo neto

El trabajo neto es la cantidad de trabajo realizado por un sistema después de que se ha compensado el trabajo necesario para mantener el ciclo en funcionamiento. En el video, se menciona que el trabajo neto es igual al trabajo que sale de la máquina térmica menos el trabajo que entra, y se relaciona con el área bajo las curvas en un diagrama presión-volumen.

💡Calor neto

El calor neto es la diferencia entre el calor que entra en un sistema y el calor que sale. En el video, se analiza cómo el calor neto en un ciclo de Carnot es igual al trabajo neto, y se relaciona con el área encerrada en un diagrama temperatura-entropía.

💡Proceso isotérmico

Un proceso isotérmico es uno en el cual la temperatura del sistema no cambia. En el ciclo de Carnot, el proceso de expansión isotérmica es uno de los pasos claves donde el sistema toma calor de una fuente caliente a una constante temperatura.

💡Proceso adiabático

Un proceso adiabático es aquel en el cual no hay intercambio de calor con el entorno. En el ciclo de Carnot, los procesos de expansión y compresión adiabáticas son donde no hay intercambio de calor, y el cambio en la energía del sistema se debe únicamente al trabajo realizado o recibido.

💡Entropía

La entropía es una medida de la desorden de un sistema. En el video, se menciona que en los procesos adiabáticos y reversibles del ciclo de Carnot, la entropía permanece constante, lo que es crucial para entender la eficiencia del ciclo.

💡Eficiencia térmica

La eficiencia térmica es la relación entre el trabajo neto realizado y el calor input. En el video, se discute cómo calcular la eficiencia térmica de un ciclo de Carnot y cómo esta es la máxima posible, estableciendo un límite para la eficiencia de cualquier máquina térmica real.

💡Diagrama presión-volumen

El diagrama presión-volumen es una representación gráfica que muestra cómo la presión y el volumen de un gas se relacionan durante un ciclo termodinámico. En el video, se utiliza este diagrama para ilustrar los procesos del ciclo de Carnot y cómo el área bajo las curvas representa el trabajo realizado.

💡Diagrama temperatura-entropía

El diagrama temperatura-entropía es una representación gráfica que muestra cómo la temperatura y la entropía de un sistema se relacionan. En el video, se utiliza este diagrama para mostrar cómo el calor neto en un ciclo de Carnot es igual al trabajo neto, y cómo las áreas representan el calor absorbido o rechazado.

Highlights

El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico que produce trabajo neto.

Consiste en cuatro procesos: dos de expansión y dos de compresión.

El primer proceso es una expansión isotérmica reversible.

El segundo proceso es una expansión adiabática reversible.

El tercer proceso es una compresión isotérmica reversible.

El cuarto proceso es una compresión adiabática reversible.

En los procesos de expansión, el sistema realiza trabajo positivo sobre los alrededores.

El trabajo neto es igual al trabajo que sale menos el trabajo que entra a la máquina térmica.

El ciclo de Carnot se representa en un diagrama presión-volumen y en un diagrama temperatura-entropía.

El área encerrada por los procesos de expansión en el diagrama presión-volumen representa el trabajo.

El área encerrada por los procesos de compresión en el diagrama presión-volumen representa el trabajo negativo.

El calor neto en un ciclo es igual al trabajo neto, según la primera ley de la termodinámica.

La eficiencia térmica se define como el trabajo neto dividido por el calor que entra al ciclo.

La eficiencia térmica de Carnot es la más alta posible y solo se alcanza en un ciclo ideal.

La eficiencia térmica real siempre es menor que la eficiencia térmica de Carnot.

El ciclo de Carnot se puede aplicar tanto a sistemas cerrados como a sistemas abiertos.

El ciclo de Carnot es fundamental para entender otros ciclos termodinámicos como los ciclos Rankine, Brayton, Otto y Diesel.

Transcripts

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[Música]

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por qué

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[Música]

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y

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bienvenidos a la mejor asesoría

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educativa en esta oportunidad

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comenzaremos el estudio de los ciclos

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termodinámicos especiales en particular

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trabajaremos con el ciclo de carenote

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pero que es el ciclo de carenote el

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ciclo de kanouté es un ciclo

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termodinámico que produce el trabajo

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neto sobre de exterior al tomar calor de

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una fuente caliente y luego cede el

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calor a una fuente fría ya en vídeos

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anteriores hemos visto cómo funciona una

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máquina térmica te has perdido de

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nuestros vídeos donde desarrollamos el

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tema de máquinas térmicas no te

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preocupes acá en la mejor asesoría

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educativa siempre te dejamos toda la

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mano entra acá en la esquina superior

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derecha de la pantalla y domina por

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completo el tema de las máquinas

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térmicas muy bien continuemos ya sabemos

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que una máquina térmica representada acá

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en el centro de la pantalla toma calor

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de una fuente que se encuentra a una

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temperatura alta es recibir de una

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fuente caliente y toma este calor para

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producir un cierto trabajo neto el cual

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vamos a denotar como w súbeme y por

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supuesto después de producir dicho

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trabajo cierto calor sale del sistema

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hacia una fuente fría que por supuesto

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se encuentra a una temperatura menor de

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sube temperatura baja con respecto a la

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temperatura de la fuente caliente que se

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encuentra a una temperatura alta ahora

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bien el trabajo neto siempre será igual

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al trabajo que sale menos el trabajo que

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entra a la máquina térmica por ejemplo

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observa acá en el centro un pequeño

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bosquejo de un ciclo ránking cuál es el

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trabajo que sale de esta máquina térmica

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o de este ciclo ránking el trabajo que

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sale es el generado por la turbina por

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este elemento por la turbina y cuál es

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el trabajo que entra a esta máquina

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térmica bueno para que la máquina

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térmica funcione debe entrar cierto

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trabajo que en este caso es el trabajo

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que se le entrega la bomba a la bomba de

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agua se entrega cierto trabajo por lo

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tanto para un ciclo ránking el trabajo

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neto será igual a el trabajo que sale

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que es el trabajo generado por la

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turbina menos el trabajo que entra que

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es el trabajo consumido por la bomba

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genial así con este ejemplo se comprende

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esta fórmula general el trabajo en esto

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siempre es igual al trabajo

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- el trabajo que entra ahora bien una

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máquina térmica puede seguir un ciclo de

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carne y este ciclo de carne siempre pero

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siempre está compuesto por los

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siguientes cuatro procesos el ciclo de

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caldo lo componen cuatro procesos dos

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procesos de expansión y dos procesos de

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compresión entre los procesos de

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expansión se tienen los siguientes una

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expansión isotérmica reversible que

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significa isotérmica a temperatura

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constante y que significa reversible que

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no existe fricción en la máquina es

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decir es totalmente ideal y justamente

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en este proceso de expansión es donde

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entra cierto calor este calor que se

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observa acá el calor que entra a la

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máquina térmica el siguiente proceso

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también es una expansión y siempre es

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una expansión a diabética reversible que

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significa a diabética que no existe

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intercambio de calor con los alrededores

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y que significa el reversible que es

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ideal es decir no existe fricción o lo

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que es lo mismo no existen

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irreversibilidad es pero ya sabemos que

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un proceso que cumple con estos dos

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requisitos

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a diabético irreversible se le llama y

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su en trópico es decir que la entropía

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es constante te has perdido de la clase

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donde definimos la entropía es bueno que

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las re pases por eso acá en la esquina

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superior derecha de la pantalla te

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sugiero este vídeo para que domines hoy

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mismo el verdadero significado de la

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entropía en resumen en el primer proceso

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la propiedad que permanece constante es

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la temperatura por eso es que hizo

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térmico y en el segundo proceso la

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propiedad que permanece constante es la

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entropía porque porque el proceso es a

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diabético y también es reversible

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ahora bien justamente en estos dos

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procesos de expansión es cuando el

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sistema realiza trabajo sobre los

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alrededores es decir un trabajo positivo

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y ya sabemos que cuando el trabajo es

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positivo sale del sistema este trabajo

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es que este que se visualiza acá el

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trabajo que sale del sistema repito ya

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que es muy importante el trabajo que

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sale del sistema proviene justamente de

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estos dos procesos de expansión muy bien

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continuemos y finalmente para cerrar el

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ciclo de carnota se dan dos procesos de

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compresión

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una compresión isotérmica reversible ya

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sabemos que eso térmico significa

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temperatura constante y justamente en

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este proceso es donde sales cierto calor

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y este calor que visualiza saca el calor

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que sale de la máquina térmica y también

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se da un proceso de compresión pero ojo

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a diabética y también reversible ya

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sabemos que un proceso que cumple estos

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dos requisitos a diabéticos reversible

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también se le denomina hizo en trópico

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es decir a entropía constante y por

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supuesto justamente en estos últimos dos

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procesos de compresión es donde se

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genera el trabajo que consume el sistema

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el trabajo que entra al sistema pero por

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supuesto ya sabemos que el trabajo que

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entra un sistema siempre es negativo es

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por ello que se representa a casi este

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trabajo negativo menos el trabajo que

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entra es justamente el generado por

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estos dos procesos de compresión genial

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para comprender a cabalidad el ciclo de

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carnota vamos a ver un poco más de cerca

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el significado de estos cuatro procesos

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observa en la parte superior de la

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pantalla se encuentran los cuatro

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procesos ya descritos

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de carnota vamos a proceder a

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representar tanto en un diagrama presión

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volumen como en un diagrama temperatura

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entropía sabiendo que esta máquina de

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carnota siempre trabaja entre dos

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temperaturas una temperatura alta

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proveniente de la fuente caliente la

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cual vamos a denotar como t sua y una

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temperatura baja la temperatura de la

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fuente fría la cual vamos a denotar como

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te sube observa como queda representado

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el ciclo de carnota vamos a aplicar

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proceso a proceso el proceso de 1 a 2 en

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el primer proceso del ciclo de carne que

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es una expansión isotérmica reversible

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que significa isotérmica que este

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proceso se debe dibujar sobre una

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isoterma en este caso sobre el isoterma

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de la temperatura alta y porque se

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dibuja hacia la derecha porque es un

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proceso de expansión

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el volumen aumenta el volumen inicial es

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este volumen 1 y el volumen final es

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este el volumen 2 obsérvese cómo este

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volumen 2 es mayor que el volumen 1

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luego se sucede una expansión a

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diabética reversible ya sabemos que una

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curva a diabética es aquella que une 2

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isotermas en este caso la isoterma de la

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temperatura alta

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con la isoterma de la temperatura baja

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obsérvese acá esta línea marrón que

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representa la expansión a diabética por

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supuesto también a la derecha porque el

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volumen aumenta y recuérdese que como

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justamente este proceso además de ser

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diabético es reversible entonces es hizo

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en trópico es decir la entropía

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permanece constante es por ello que

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podemos escribir que la propiedad de la

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entropía permanece constante la entropía

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en el estado 2 es exactamente igual a la

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entropía en el estado 3

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posteriormente se sucede un proceso de

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compresión isotérmica que en este caso

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está representado por esta línea azul es

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isotérmica porque la curva se encuentra

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dibujada sobre la isoterma de la

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temperatura baja obsérvese acá y como

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justamente de compresión se dibuja a la

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izquierda porque en una compresión el

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volumen disminuye y finalmente para

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cerrar el ciclo se tiene un proceso de

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compresión a diabética ya sabemos que

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una curva diabética es la que une dos

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isotermas justamente por esa razón el

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proceso de compresión a diabética se

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encuentra representado por esta línea

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amarilla que va desde el punto 4 hasta

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el punto 1 cerrando el ciclo

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es muy importante destacar que en los

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procesos isotérmicos en la expansión

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isotérmica y en la compresión isotérmica

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se sucede un intercambio de calor con

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los alrededores observa en la expansión

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isotérmica el primer proceso entra calor

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al sistema obsérvese acá tal como ya lo

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vimos en el esquema de la máquina

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térmica y en el otro proceso hizo

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térmico que en el proceso de compresión

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hizo térmica representado en el proceso

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34 sale el calor del sistema que por

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supuesto también fue representado en la

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máquina térmica genial ahora pasemos a

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representar el ciclo de carnota en un

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gráfico temperatura entropía observa

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cómo queda la representación del ciclo

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de carnota en un diagrama temperatura

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entropía vamos a examinar proceso a

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proceso en el primer proceso de

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expansión isotérmica sabemos que es el

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que se encuentra representado por esta

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curva roja acá sobre la isoterma de la

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temperatura alta y justamente como es

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sobre el externa de la temperatura alta

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se coloca cada dicha temperatura y se

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dibuja una línea horizontal porque este

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proceso queda horizontal en un diagrama

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temperatura entropía porque

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temperatura permanece constante la

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temperatura en 1 es igual a la

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temperatura en 2 ya que el proceso de

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una 2 se trata de una expansión

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isotérmica y porque este proceso de una

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12 dibuja a la derecha porque porque

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está entrando calor y ya sabemos que

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cuando un sistema entra calor la

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entropía aumenta siempre recuerda lo que

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es una propiedad de la entropía cuando

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aportas calor a un sistema la entropía

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aumenta es decir cuando se caliente el

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sistema en cambio cuando el sistema se

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enfría es decir cuando se extrae calor

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del sistema la entropía disminuye es por

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eso que veremos que en el proceso de

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compresión isotérmica este que está acá

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debajo como el calor está saliendo del

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sistema la entropía disminuye por tal

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razón se dibuja a la izquierda después

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del proceso de expansión isotérmica

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ocurre un proceso de expansión a

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diabética reversible y cómo esa

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diabética irreversible la entropía

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permanece constante es decir la entropía

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del estado 2 es igual a la entropía del

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estado 3 tal como se visualiza acá

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obsérvese acá por tal razón se dibuja

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línea recta vertical totalmente vertical

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porque la entropía permanece constante

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también este hecho lo puedes visualizar

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en un diagrama presión volumen acá

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observa la entropía en el estado 2 es

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igual a la entropía en el estado 3

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porque justamente se trata de un proceso

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hizo en trópico perfecto continuemos el

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siguiente proceso es una compresión

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isotérmica y como hizo térmica se dibuja

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una línea horizontal a la altura de la

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temperatura baja de la temperatura más

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fría y ya sabemos que se mueve a la

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izquierda porque sale el calor del

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sistema y finalmente el ciclo se cierra

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con una compresión y su entrópica

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representado por esta línea amarilla

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vertical ahora con mucha atención a lo

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que te voy a explicar porque esta línea

play11:12

vertical en el proceso de 4 a 1 se

play11:15

dibuja hacia arriba porque porque se

play11:18

trata de una compresión y ya sabemos que

play11:20

cuando se comprime una sustancia ésta

play11:22

aumenta la temperatura en cambio en esta

play11:26

otra línea vertical esta que está acá en

play11:28

el proceso de 2 a 3

play11:30

dibujo hacia abajo sabes por qué porque

play11:32

se trata de una expansión el proceso de

play11:35

2 a 3 es una expansión a diabética y ya

play11:38

sabemos que cuando una sustancia es

play11:40

sometida a una expansión la temperatura

play11:42

tiende a disminuir es por ello que se

play11:45

dibuja hacia abajo esto es muy

play11:48

importante de comprender en resumen el

play11:50

proceso de 12 se dibuja a la derecha

play11:53

porque está entrando calor y cuando

play11:55

entra calor la entropía aumenta el

play11:57

proceso de 2 a 3 se dibuja en forma

play12:00

vertical porque la entropía permanece

play12:01

constante y se dibuja hacia abajo porque

play12:04

se trata de una expansión y en las

play12:06

expansiones la temperatura tiende a

play12:07

disminuir el proceso de 3 a 4 es una

play12:10

compresión isotérmica es por ello que se

play12:12

dibuja horizontalmente y se dibuja a la

play12:15

izquierda porque está saliendo calor del

play12:17

sistema y cuando sale calor la entropía

play12:19

disminuye finalmente el proceso que

play12:22

cierra el ciclo se representa por una

play12:24

línea vertical ya que es una compresión

play12:26

y su entrópica y se dibuja hacia arriba

play12:29

porque cuando una sustancia y sometida a

play12:32

compresión su temperatura tiende a

play12:35

aumentar

play12:36

excelente ahora veamos algunos detalles

play12:38

muy pero muy importantes de estos dos

play12:40

diagramas fija tu atención en esta área

play12:42

morada encerrada por los primeros dos

play12:45

procesos los procesos de expansión esta

play12:48

área en un diagrama presión volumen ya

play12:51

sabemos que representa el trabajo y como

play12:54

justamente se trata de un proceso de

play12:55

expansión es el trabajo que sale del

play12:58

sistema este que está acá el trabajo que

play13:00

sale del sistema está representado por

play13:02

el área bajo las curvas de estas dos

play13:04

expansiones de la expansión isotérmica y

play13:08

de la expansión hizo entrópica y siempre

play13:10

recuerda lo siguiente cuando el proceso

play13:12

se mueve a la derecha como es el proceso

play13:14

de 12 y el proceso de 2 a 3 que se

play13:17

mueven a la derecha

play13:18

el trabajo es positivo siempre recuerda

play13:22

lo sé que ya lo hemos dicho en los

play13:24

vídeos introductorios de termodinámica

play13:25

básica pero nunca está de más recordarlo

play13:28

ahora fija tu atención acá en el

play13:30

diagrama temperatura entropía el área

play13:32

debajo del proceso de 12 esta área que

play13:35

se encuentra destacado en rojo sabes que

play13:37

representa en un diagrama temperatura

play13:39

entropía el área representa el calor en

play13:41

él

play13:42

en este caso es el calor que entra al

play13:44

sistema el calor que se suministra al

play13:46

sistema este calor viene representado

play13:49

justamente por esta área esta área que

play13:51

se encuentra destacado en rojo muy bien

play13:54

continuemos ahora fija tu atención en

play13:56

esta área de esta cadena azul esta área

play13:58

encerrada por los dos procesos de

play14:00

compresión observa los acá el proceso de

play14:04

3 a 4 y el proceso de 4 a 1 que

play14:06

representa esta área en un diagrama

play14:08

presión volumen representa trabajo y ojo

play14:11

como estos procesos se mueven a la

play14:13

izquierda se trata de un trabajo

play14:16

negativo y es por esa la razón que esa

play14:19

área representa el trabajo que entra el

play14:21

sistema el trabajo que es consumido por

play14:23

la máquina para que ésta funcione como

play14:26

por ejemplo una bomba o un compresor que

play14:28

consumen trabajo y por supuesto ese

play14:30

trabajo es negativo porque está entrando

play14:34

al sistema siempre recuerda la

play14:35

convención de signo cuando el trabajo

play14:38

sale del sistema es positivo pero cuando

play14:40

el trabajo entra el sistema es negativo

play14:42

ahora fija tu atención en el área

play14:44

encerrada en el diagrama temperatura

play14:46

entropía ya sabemos que la harían

play14:48

cerrada

play14:48

curva en este diagrama temperatura

play14:50

entropía representa el calor pero que el

play14:52

calor representa esta área azul clara

play14:54

representa justamente el calor que sale

play14:58

del sistema

play14:59

y vamos a recordar la convención de

play15:01

signos cuando el calor sale del sistema

play15:03

es negativo correcto y sabemos que es

play15:06

negativo porque el proceso de 3 a 4 se

play15:08

mueve a la izquierda por supuesto en

play15:11

cambio el calor que entra es positivo

play15:13

porque el proceso de 12 se mueve a la

play15:16

derecha miralo acá se está moviendo a la

play15:18

derecha en resumen en un diagrama de

play15:20

temperatura entropía cuando los procesos

play15:22

se muevan a la derecha el área encerrada

play15:25

bajo este proceso representa un calor

play15:26

positivo pero cuando el proceso se mueva

play15:28

a la izquierda el área encerrada debajo

play15:32

de ese proceso representa un calor

play15:34

negativo genial

play15:37

ahora bien porque hemos analizado estas

play15:39

dos áreas observemos el porqué fijado

play15:42

atención primero en el diagrama presión

play15:44

volumen si al área morada toda esta área

play15:47

morada le restamos el área azul que nos

play15:51

queda vamos a repetir la figura ya que

play15:53

es muy importante que comprenda esto si

play15:55

al área morada observa el área morada le

play15:57

restamos el área azul y esta área azul

play16:00

que queda correcto queda exactamente el

play16:04

área de

play16:05

del ciclo y como este es un diagrama

play16:07

presión volumen ya sabemos que el área

play16:09

dentro del ciclo representa el trabajo

play16:12

neto observa lo acá el trabajo neto

play16:15

aportado por el ciclo en conclusión el

play16:18

trabajo neto aportado por el ciclo es

play16:20

igual al trabajo que sale del ciclo

play16:24

menos el trabajo que entra del ciclo ya

play16:28

esto lo visualizamos muy claramente

play16:30

restamos el área morada menos el área

play16:34

azul y efectivamente se obtuvo el área

play16:36

encerrada por el ciclo que repito

play16:38

representa el trabajo neto ahora

play16:40

realizamos un análisis semejante al

play16:43

diagrama temperatura entropía observa

play16:45

acá tenemos el diagrama temperatura

play16:47

entropía esta área roja representa el

play16:49

calor que entra el sistema esta área es

play16:52

positiva porque el proceso de 12 se

play16:53

mueve a la derecha si a esta área roja

play16:56

le restamos esta área azul qué área se

play16:59

obtiene correcto efectivamente se

play17:01

obtiene la área encerrada por el ciclo

play17:03

pero como en un diagrama temperatura

play17:05

entropía las áreas representan calor

play17:07

entonces el área encerrada por el ciclo

play17:10

representa

play17:11

neto del ciclo por lo tanto podemos

play17:14

escribir que el calor neto del ciclo de

play17:17

carnota será igual al calor que entra al

play17:21

ciclo de carnota menos el calor que sale

play17:25

del ciclo de carnota y esto se visualizó

play17:27

muy claramente cuando a la área roja le

play17:31

restamos el área azul efectivamente se

play17:33

obtiene el área encerrada por el ciclo

play17:35

que representa el calor neto ahora

play17:38

requiero que pongas especial atención en

play17:41

la relación que existe entre el área

play17:43

encerrada en un diagrama presión volumen

play17:46

que por supuesto es el trabajo neto y el

play17:48

área encerrada en un diagrama

play17:51

temperatura entropía que por supuesto en

play17:53

el calor neto es muy importante que

play17:55

comprendas la relación que existe entre

play17:57

estas dos energías netas el trabajo neto

play18:01

y el calor neto observa en la parte

play18:04

izquierda de la pantalla se han dejado

play18:06

todos los procesos del ciclo de carlos

play18:07

que por supuesto ojo ya sabemos que

play18:10

todos los procesos del ciclo de carl no

play18:12

son

play18:14

invencibles correcto y en la parte

play18:17

central derecha de la pantalla se

play18:18

visualizan los gráficos ya explicados de

play18:21

presión volumen y temperatura entropía

play18:23

para el ciclo de carne ahora bien qué

play18:26

relación existente el trabajo neto y el

play18:28

calor neto veamos

play18:29

si aplicamos la primera ley de la

play18:31

termodinámica a todo el ciclo de carnot

play18:34

pero ojo de un sistema cerrado ocurriría

play18:39

algo especial que nos dice la primera

play18:41

ley aplicada a un ciclo nos dice lo

play18:44

siguiente que el calor neto encerrado

play18:47

por el ciclo o generado por el ciclo es

play18:49

exactamente igual a la variación de

play18:52

energía interna del ciclo más el trabajo

play18:55

neto generado por el ciclo pero ojo ojo

play18:59

la variación de energía interna en un

play19:03

ciclo siempre es igual a cero siempre

play19:06

porque porque la energía interna es una

play19:09

función de estado sólo depende del

play19:11

estado y como en un ciclo el punto

play19:14

inicial que es el punto uno siempre

play19:15

coincide con el punto final porque por

play19:18

supuesto se trata de un ciclo

play19:20

es interna es cero recuerda que esta

play19:23

variación de energía interna se calcula

play19:24

así como la energía interna final menos

play19:28

la energía interna inicial pero claro en

play19:31

un ciclo la energía interna final es

play19:34

igual a la energía interna inicial

play19:35

porque simplemente el punto inicial que

play19:37

en este caso es 1 coincide con el punto

play19:40

final que también es uno por ser un

play19:41

ciclo y justamente esta es la razón por

play19:44

la cual la variación de energía interna

play19:45

en un ciclo siempre es nulo siempre es

play19:48

igual a cero ya que conclusión nos

play19:50

conduce este análisis a una conclusión

play19:52

de vital importancia observa que el

play19:55

calor neto en un ciclo será igual al

play19:59

trabajo neto en un ciclo conclusión muy

play20:04

pero muy importante

play20:05

ahora bien ocurrirá lo mismo si

play20:07

aplicamos la primera ley de la

play20:09

termodinámica pero a un sistema abierto

play20:12

es decir a un sistema cuyo flujo sea

play20:15

estacionario como queda la primera ley

play20:17

para un sistema abierto así el calor

play20:20

neto encerrado por el ciclo es

play20:22

exactamente igual a la variación de

play20:26

al pia porque claro se trata de un ciclo

play20:28

abierto más el trabajo neto desarrollado

play20:32

por el ciclo abierto pero ojo acá ocurre

play20:34

exactamente lo mismo

play20:36

la entalpía al igual que la energía

play20:38

interna es una función de estado por lo

play20:40

tanto la variación de entalpía de un

play20:42

ciclo siempre es igual a cero siempre

play20:46

siempre es nulo lo cual nos conduce

play20:49

exactamente a la misma conclusión que el

play20:52

calor neto en un ciclo abierto es

play20:55

exactamente igual al trabajo neto

play20:58

desarrollado por dicho ciclo abierto y

play21:01

así este análisis tanto para un ciclo

play21:03

cerrado como para un ciclo abierto nos

play21:06

permite concluir lo siguiente con mucha

play21:09

pero mucha atención

play21:11

como el calor neto es igual al trabajo

play21:13

neto entonces de acá podemos borrar el

play21:15

calor neto y escribir trabajo en esto y

play21:20

así podemos realizar la siguiente muy

play21:22

importante afirmación el área encerrada

play21:26

por un ciclo termodinámico en este caso

play21:27

por el ciclo de carne en un diagrama

play21:29

temperatura entropía

play21:31

presenta el trabajo neto desarrollado

play21:34

por el ciclo y en este momento quizás te

play21:37

preguntes pero porque nos hemos enfocado

play21:39

en los trabajos netos por lo siguiente

play21:42

recuerda que los ciclos termodinámicos

play21:45

se dividen en dos tal como ya se explicó

play21:47

en detalle en el vídeo inmediato

play21:50

anterior te lo has perdido no te

play21:52

preocupes

play21:53

acá en la mejor asesoría educativa

play21:54

siempre te dejamos toda la mano entra

play21:57

acá en la esquina superior derecha de la

play21:58

pantalla y dominó y mismo todos los

play22:01

elementos básicos y fundamentales de

play22:03

todos los ciclos ojo de todos los ciclos

play22:06

que estudiaremos en termodinámica el

play22:09

ciclo ranking el ciclo brayton ciclo de

play22:12

otto dix tel y de refrigeración genial

play22:14

en este vídeo se explicó que los ciclos

play22:16

termodinámicos se dividen básicamente en

play22:19

ciclos de potencia y en ciclos de

play22:22

refrigeración en los ciclos de potencia

play22:24

vamos a estar interesados en la potencia

play22:27

que aportan los ciclos como por ejemplo

play22:30

la potencia neta que desarrolla un ciclo

play22:33

de ranking o un ciclo de brighton de

play22:35

otto o de diesel en cambio en los ciclos

play22:38

de refrigeración estaremos muy atentos

play22:39

al calor neto porque claro los ciclos de

play22:43

refrigeración se diseñan para extraer

play22:46

calor de cierto espacio pero como vamos

play22:48

a comenzar a trabajar con los ciclos de

play22:50

potencia es que estamos haciendo

play22:51

hincapié en el trabajo en esto por tal

play22:54

razón el área encerrada en el ciclo de

play22:56

presión volumen y temperatura entropía

play22:58

hemos destacado el trabajo neto no nos

play23:01

interesa en este momento el calor neto y

play23:03

otro aspecto fundamental antes de

play23:05

continuar es el siguiente en los ciclos

play23:08

de potencia ojo en los ciclos de

play23:10

potencia siempre en todos estos ciclos

play23:13

el recorrido del ciclo es en sentido

play23:16

horario siempre y justamente esa es la

play23:19

razón por la cual el trabajo neto

play23:21

siempre será positivo en cambio cuando

play23:24

veamos los ciclos de refrigeración

play23:25

veremos que éstos siempre se recorren en

play23:27

sentido antihorario siempre y justamente

play23:31

esta es la razón por la cual el trabajo

play23:34

neto consumido en los ciclos de

play23:35

refrigeración es negativo es decir

play23:37

debemos aportar cierto trabajo a los

play23:40

ciclos de refrigeración

play23:42

para que claro puedan extraer calor de

play23:44

cierto espacio pero no te preocupes que

play23:46

los ciclos de refrigeración los veremos

play23:48

también con mucho detalle después de

play23:50

analizar los ciclos de potencia que es

play23:53

lo que nos compete en este momento

play23:55

excelente continuemos una gran ventaja

play23:58

de saber que el área encerrada en un

play24:00

diagrama temperatura entropía representa

play24:02

el trabajo neto saben cuáles es la

play24:05

siguiente con mucha atención cual área

play24:08

crees que es más fácil de calcular el

play24:10

área encerrada por esta figura irregular

play24:13

como especie de un rombo curvilíneo o el

play24:16

área encerrada por un simple rectángulo

play24:19

sabemos que el área de un rectángulo es

play24:21

simplemente base por altura cuál de las

play24:24

dos áreas es más fácil de obtener muy

play24:26

bien excelente evidentemente el área de

play24:29

un rectángulo es mucho más fácil de

play24:32

calcular que el área encerrada por

play24:33

varias curvas donde quizás para obtener

play24:36

esta área debamos recurrir al cálculo

play24:38

integral de imagínate es mucho pero

play24:41

mucho más sencillo simplemente aplicar

play24:43

el área de un rectángulo cuál es el área

play24:45

un rectángulo base por altura

play24:47

calculó el área de este rectángulo y ya

play24:50

yo sé que el área de este rectángulo me

play24:51

arrojará el trabajo neto desarrollado

play24:54

por el ciclo ahorrando un enorme

play24:57

esfuerzo en tratar de calcular esta área

play25:00

correcto genial otro aspecto fundamental

play25:02

a considerar en el ciclo de carlos iii

play25:05

es la eficiencia térmica de este ciclo

play25:08

que por cierto la fórmula que a

play25:10

continuación voy a explicar siempre se

play25:12

aplicará en los diferentes ciclos de

play25:13

potencia para calcular ojo la eficiencia

play25:16

térmica la eficiencia térmica siempre se

play25:19

define como el trabajo neto dividido

play25:22

entre el calor que entra al ciclo entre

play25:27

el calor que es aportado al ciclo es

play25:29

decir este calor miralo acá mucho

play25:31

cuidado siempre nos va a interesar el

play25:34

trabajo neto dividido entre el calor que

play25:37

entra el trabajo neto dividido entre el

play25:41

calor que entra esto siempre

play25:43

representará

play25:45

eficiencia térmica del ciclo siempre y

play25:49

por supuesto si aplicamos la primera ley

play25:51

de la termodinámica a todo el ciclo de

play25:54

carnota obtenemos lo siguiente que nos

play25:56

dice la primera ley que la energía se

play25:58

conserva todo lo que entra debe ser

play26:00

exactamente igual a todo lo que sale

play26:02

fíjate atención en el ciclo de carne que

play26:05

energía entra a la máquina térmica del

play26:07

ciclo de carne este el calor que entra

play26:09

al ciclo de carnota y por supuesto este

play26:11

debe ser igual a todo lo que sale que

play26:13

sale sale trabajo neto y porque sabemos

play26:16

que el trabajo en esto sale porque el

play26:17

trabajo neto es positivo y cuando el

play26:20

trabajo es positivo es porque sale del

play26:22

sistema y que más sale del sistema

play26:23

también sale observa que si de esta

play26:26

sencilla relación despejamos el trabajo

play26:28

neto que se obtiene se obtiene

play26:31

simplemente el calor que entra y este

play26:33

calor que saleh que se encuentra

play26:34

positivo pasa a la izquierda negativo

play26:36

menos el calor que sale y si procedemos

play26:39

a sustituir este despeje acá en la

play26:42

fórmula de la eficiencia térmica es

play26:44

decir acá

play26:46

observa lo que obtenemos el trabajo neto

play26:48

es igual a q que entra menos q que sale

play26:51

y por supuesto todo esto dividido entre

play26:55

q que entra porque así se define la

play26:58

eficiencia térmica

play26:59

esto será igual a aplicando una sencilla

play27:02

regla algebraica sabemos que esta

play27:04

revista se puede escribir en forma de

play27:06

fracción observa este q que entra vamos

play27:09

a escribirlo acá y que entra dividido

play27:11

entre el denominador por supuesto el

play27:14

denominador es q que entra menos el q

play27:18

que sale dividido entre el mismo

play27:20

denominador por supuesto el q que entra

play27:23

vamos a abrir un poco más de espacio acá

play27:25

y que puedes visualizar acá que la

play27:27

eficiencia térmica también se puede

play27:30

calcular de la siguiente manera si

play27:32

dividimos q que en 30 cv que entra son

play27:34

dos valores idénticos que se obtiene

play27:36

claro q que entrante q que entra es

play27:39

igual a 1 cuando se divide en dos

play27:41

valores iguales el resultado de uno ya

play27:43

esto lo sabemos menos el calor que sale

play27:46

dividido entre el calor que entra por lo

play27:50

tanto para calcular la eficiencia

play27:51

térmica

play27:53

con dos fórmulas vamos a agrupar dichas

play27:56

fórmulas acá se visualiza la primera

play27:59

fórmula es ésta el trabajo neto entre el

play28:01

calor de entrada que será la más usual

play28:03

de utilizar cuando estemos analizando

play28:05

los ciclos de potencia ciclos rankings

play28:08

ciclo brayton etcétera pero ya sabes que

play28:11

también podemos utilizar esta fórmula

play28:14

1 - el calor que sale entre el calor que

play28:17

entra recuerda que el calor que entra

play28:19

proviene de la fuente caliente y el

play28:21

calor que sale es el que va a la fuente

play28:23

fría y estas dos fórmulas se pueden

play28:26

aplicar a procesos con mucha atención

play28:29

por favor a procesos tanto reversibles

play28:34

es decir procesos ideales como procesos

play28:39

irreversibles y esto es muy importante

play28:42

saberlo ya que cuando estemos analizando

play28:45

por ejemplo el ciclo 'ranking' o el

play28:47

ciclo de brighton real es porque

play28:49

existirán irreversibilidad es y cuando

play28:52

se solicite calcular la eficiencia de

play28:54

dicho ciclo ya sabemos que podemos

play28:56

utilizar o bien esta fórmula o bien esta

play28:59

otra fórmula ambas son válidas y por tal

play29:02

razón vamos a denotar esta eficiencia

play29:04

térmica acá así eficiencia térmica coma

play29:08

real para ciclos reales en cambio la

play29:13

eficiencia térmica para un ciclo ideal

play29:17

es la que conoceremos como la eficiencia

play29:19

térmica de carne ya que la máquina de

play29:23

cartón es la máquina más eficiente

play29:26

posible y esta eficiencia térmica

play29:28

también se puede calcular con la fórmula

play29:31

ya mencionada trabajo neto dividido

play29:33

entre el calor que entra perfectamente

play29:36

se puede calcular así pero ojo también

play29:39

se puede calcular así como 1 - la

play29:42

temperatura de la fuente fría que es la

play29:45

temperatura baja que hemos denotado como

play29:47

te sube dividida entre la temperatura de

play29:50

la fuente alta de la fuente caliente y

play29:52

ojo esta fórmula está que está acá

play29:57

1 - la temperatura fría sobre la

play29:59

temperatura caliente nos permite

play30:00

calcular única y exclusivamente

play30:04

eficiencia térmica ideal o lo que es lo

play30:06

mismo la eficiencia térmica de carnota

play30:09

únicamente éstas eficiencias se pueden

play30:12

calcular con esta fórmula que viene en

play30:15

función de las temperaturas de los

play30:17

límites de temperatura de la temperatura

play30:19

alta y de la temperatura baja en otras

play30:21

palabras esta fórmula nunca se puede

play30:25

aplicar a un ciclo que posea

play30:27

irreversibilidad es es decir a un ciclo

play30:30

real nunca mucho cuidado con ese detalle

play30:34

vamos a abrir un poco más de espacio en

play30:36

la pizarra para finalizar este breve

play30:38

resumen sobre eficiencias observando la

play30:40

siguiente información la eficiencia

play30:43

térmica real al compararla con la

play30:48

eficiencia térmica de carnota se tiene

play30:50

siempre lo siguiente la eficiencia

play30:52

térmica real siempre es menor ojo

play30:55

siempre es menor que la eficiencia

play30:58

térmica de carne o lo que es lo mismo la

play31:01

eficiencia térmica ideal siempre es

play31:04

menor sin embargo existen casos donde la

play31:07

eficiencia térmica real es exactamente

play31:08

igual al

play31:10

ciencia térmica de carne y cuando esto

play31:12

ocurra que la eficiencia térmica real

play31:14

sea igual a la eficiencia térmica de

play31:16

carne es porque se está trabajando con

play31:19

una máquina totalmente ideal donde todos

play31:24

los procesos son reversibles todos los

play31:27

procesos son reversibles como por

play31:30

ejemplo la máquina de carnota y quizás

play31:32

te preguntes es posible que la

play31:34

eficiencia térmica real sea mayor que la

play31:37

eficiencia térmica ideal es decir que la

play31:40

eficiencia térmica de carne esto es

play31:43

posible no esto es totalmente imposible

play31:48

si estás resolviendo un ejercicio y te

play31:51

ocurre esto que la eficiencia térmica

play31:54

real es mayor que la eficiencia térmica

play31:57

de carnota debes detenerte y revisar

play31:59

porque eso jamás ocurre eso es

play32:02

totalmente imposible porque porque es

play32:06

imposible porque ninguna máquina es más

play32:09

eficiente que la máquina de carnot por

play32:11

ello es que es imposible finalicemos el

play32:13

vídeo visualizando cómo se aplica el

play32:16

ciclo de carne

play32:17

a un ciclo cerrado un ciclo abierto

play32:18

porque porque cuando estemos analizando

play32:20

algunos ciclos de potencia utilizaremos

play32:23

sistemas cerrados como el cilindro

play32:25

pistón ejemplo ciclo de otto y diesel y

play32:28

ojo en ningún momento se está diciendo

play32:29

que estos procesos los cumplen el ciclo

play32:32

de voto y diste pero ya verás que

play32:34

servirán como fundamento para comprender

play32:36

estos ciclos y también estaremos

play32:38

analizando ciclos abiertos como el de

play32:40

rankings brighton y de refrigeración que

play32:43

trabajan bajo flujo estacionario de allí

play32:46

la importancia que sepas perfectamente

play32:48

cómo aplicar el ciclo de can not a un

play32:51

sistema cerrado y un sistema abierto

play32:53

comencemos analizando un sistema cerrado

play32:55

representado por un cilindro y un pistón

play32:57

o émbolo destacado en morado y ojo lo

play33:01

que a continuación voy a explicar es

play33:02

perfectamente válido tanto para un vapor

play33:04

como por ejemplo vapor de agua o para un

play33:07

gas un gas ideal como por ejemplo el

play33:09

aire muy bien comencemos a visualizar

play33:12

cómo se aplica el ciclo de carnota a

play33:13

este sistema cerrado iniciamos con el

play33:15

proceso de 12 cuál es el proceso de 12

play33:18

en el ciclo de carne miralo acá es un

play33:20

proceso de expansión isotérmica es

play33:23

y acá tenemos un proceso de expansión

play33:26

isotérmica claro evidentemente en las

play33:28

expansiones el volumen aumenta por eso

play33:30

es que este volumen es mayor que este

play33:32

volumen pero que tiende a ocurrir con

play33:35

las temperaturas en un proceso de

play33:37

expansión

play33:37

la temperatura tiende a disminuir

play33:39

siempre recuérdalo en un proceso de

play33:42

expansión

play33:42

la temperatura siempre tiende a

play33:45

disminuir

play33:46

es decir la sustancia tiende a enfriarse

play33:48

pero ojo necesitamos que este proceso

play33:52

sea isotérmico es decir a temperatura

play33:54

constante por tal razón debemos conocer

play33:57

con cual temperatura se inicia acá en el

play34:00

estado 1 para mantener esta temperatura

play34:02

observa el gráfico cuál es la

play34:04

temperatura del estado 1 acá en el ciclo

play34:07

de carne bueno la temperatura alta

play34:09

correcto la temperatura de la fuente

play34:11

caliente por tal razón la sustancia en

play34:14

el estado 1 se encuentra a una

play34:15

temperatura de swap a una temperatura

play34:18

alta ahora bien como el proceso de 12 es

play34:21

de expansión la temperatura tenderá a

play34:23

disminuir

play34:23

es decir tenderá a enfriarse pero ojo no

play34:26

queremos que se enfríe queremos que

play34:28

permanezca aún

play34:29

temperatura constante y cómo logramos

play34:31

esto simplemente aportando calor al

play34:34

proceso de 12 por lo tanto al cilindro

play34:36

representado acá en el estado 1 vamos a

play34:39

agregarle calor vamos a aportar calor

play34:42

para que cuando la sustancia tiende a

play34:44

enfriarse durante el proceso de 12 no lo

play34:46

haga y permanezca a la misma temperatura

play34:48

te suba muy bien continuemos con el

play34:51

siguiente proceso el proceso de 2 a 3 se

play34:54

trata de un proceso de expansión hizo

play34:56

entrópica que signifique eso entrópica

play34:58

que a diabética pero cómo logramos que

play35:01

el proceso de 2 a 3 sea diabético de la

play35:03

siguiente manera acá en el cilindro del

play35:05

estado 2 debemos colocar un aislamiento

play35:07

para que no exista transferencia de

play35:09

calor con los alrededores

play35:11

es decir que el proceso sea a diabético

play35:13

y por supuesto además también será

play35:16

reversible porque no consideraremos la

play35:18

fricción del émbolo pistón con el

play35:20

cilindro vamos a agregar un aislamiento

play35:22

observa acá se visualiza en naranja el

play35:25

aislamiento ahora sí cuando se sucede el

play35:28

proceso de expansión de forma ad

play35:30

diabética que ocurrirá ya sabemos que

play35:33

cuando una sustancia se expande la

play35:34

temperatura tiende

play35:36

y como justamente no se le está

play35:38

aportando ningún calor al estado 2

play35:39

entonces la temperatura disminuirá desde

play35:43

una temperatura alta del estado 2 hasta

play35:46

una temperatura baja en el estado 3 y

play35:49

esta temperatura baja que se visualiza

play35:51

acá acá en el diagrama presión volumen o

play35:54

lo que es lo mismo esta temperatura que

play35:55

se visualiza acá en el diagrama

play35:57

temperatura entropía muy bien

play35:59

continuemos el siguiente proceso se

play36:01

trata de una compresión isotérmica se

play36:03

requiere que el proceso de 3 a 4 sea de

play36:06

una compresión isotérmica es decir que

play36:09

la temperatura permanezca constante pero

play36:12

qué sucede en las compresiones lo

play36:14

contrario de las expansiones en la

play36:16

expansión

play36:17

la sustancia tiende a enfriarse es decir

play36:20

a disminuir su temperatura pero en las

play36:22

compresiones la sustancia tiende a

play36:24

calentarse es decir a aumentar la

play36:27

temperatura pero como hacemos que la

play36:29

temperatura permanezca constante es

play36:30

decir que no se caliente muy fácil a

play36:33

medida que se está comprimiendo en el

play36:35

proceso de 3 a 4 vamos a permitir la

play36:37

salida de calor vamos a denotar lo como

play36:39

q que sale de tal forma que cuando las

play36:41

sustancias

play36:42

libere calor y la temperatura permanezca

play36:46

constante así en el estado 3 tendremos

play36:48

una temperatura de sube y en el estado 4

play36:51

también tendremos la misma temperatura

play36:52

que sube y finalmente en el proceso de

play36:55

41 en el último proceso se sucede una

play36:58

compresión y su entrópica que significa

play37:01

y su entrópica que a diabética y también

play37:03

reversible por lo tanto debemos agregar

play37:05

un aislamiento acá en el estado 4

play37:07

observa así este aislamiento no

play37:10

permitirá que salga calor del sistema de

play37:13

tal forma que cuando se comprima la

play37:15

sustancia en este proceso de 41 la

play37:17

temperatura aumentará porque claro se

play37:19

trata de una compresión pasando de una

play37:22

temperatura baja a una temperatura alta

play37:24

de swa exactamente la misma temperatura

play37:27

de la cual partió de la del estado 1

play37:30

cerrándose así el ciclo

play37:33

vale destacar lo siguiente este calor

play37:35

que está cantando en el estado 1 es el

play37:38

calor que se dibuja acá en los diagramas

play37:39

este calor y este calor el calor que

play37:41

entra y el calor que sale acá en el

play37:43

proceso de 3 a 4 es el calor que se

play37:46

dibuja acá este calor que sale

play37:49

ahora veamos cómo se aplica el ciclo de

play37:51

carnota a un sistema abierto cuyo flujo

play37:53

es estacionario en pantalla se visualiza

play37:56

un sistema abierto de flujo estacionario

play37:58

y ojo lo que a continuación explicaré es

play38:00

válido independientemente de que el

play38:02

flujo sea vapor como por ejemplo vapor

play38:04

de agua o que se trate de un gas con gas

play38:07

ideal como por ejemplo el aire veamos

play38:09

cómo se aplica el ciclo de carnota en un

play38:11

sistema abierto en el estado 1 obsérvese

play38:14

acá en el estado 1 la sustancia se

play38:16

encuentra a una temperatura sexual a una

play38:18

temperatura alta ese estado 1 es cuando

play38:21

el flujo se encuentra acá justamente en

play38:24

esta tubería que une al compresor

play38:26

amarillo este compresor amarillo con la

play38:28

turbina roja ahora bien cuál es el

play38:30

primer proceso de carne observe saca un

play38:33

proceso de expansión isotérmica y en qué

play38:36

equipo se sucede una expansión ya

play38:38

sabemos que el equipo donde se genera

play38:40

una expansión es justamente una turbina

play38:42

correcto en una turbina pero ojo cuando

play38:45

la sustancia se expande en una turbina

play38:47

la temperatura tiende a disminuir como

play38:50

ocurre en toda expansión pero se

play38:52

requiere que el proceso desde 1 hasta 2

play38:55

sea isotérmico es decir ocurra a

play38:58

temperatura constante entonces qué

play39:00

debemos hacer si nuestra sustancia

play39:02

tiende a enfriarse bueno a aportar calor

play39:04

acá a la primera turbina la cual vamos a

play39:08

llamar turbina isotérmica porque es

play39:10

donde justamente se da la expansión

play39:11

isotérmica vamos a agregar calor y

play39:14

porque vamos a agregar calor repito

play39:16

porque en la expansión la temperatura

play39:18

tiende a disminuir la sustancia tiende a

play39:20

enfriarse por lo tanto debemos agregar

play39:22

calor para que la temperatura permanezca

play39:24

constante cual es el segundo proceso del

play39:26

ciclo de camp nou

play39:27

de nuevo una expansión pero esta vez una

play39:30

expansión hizo entrópica correcto en qué

play39:33

equipos se dan las expansiones en

play39:34

turbinas por lo tanto después de la

play39:36

primera turbina debemos agregar otra

play39:38

turbina ya que el segundo proceso de

play39:40

carnota es de nuevo una expansión

play39:42

correcto pero ojo ahora esta segunda

play39:45

turbina es hizo entrópica que

play39:47

significase entrópica que es diabética

play39:50

no existe transferencia de calor con los

play39:52

alrededores y como justamente se da una

play39:54

expansión

play39:55

la sustancia tenderá a enfriarse

play39:57

disminuyendo su temperatura desde una

play39:59

temperatura alta

play40:01

a la entrada hasta una temperatura baja

play40:03

a la salida la salida es esta por

play40:06

supuesto esta misma esta línea que va

play40:08

por acá por la parte superior es la

play40:09

salida de la turbina y su entrópica y

play40:12

repito ya que es muy importante porque

play40:13

la temperatura disminuye porque la

play40:15

turbina esa diabética de tal forma que

play40:17

cuando se sucede la expansión la

play40:19

temperatura disminuye cuál es el

play40:21

siguiente proceso en el ciclo de carne

play40:23

obsérvese acá una compresión isotérmica

play40:26

es decir a temperatura constante por lo

play40:29

tanto cuando nuestra sustancia entre a

play40:31

este compresor este destacado en azul

play40:33

debemos realizar una compresión de forma

play40:36

tal que cuando salga de este compresor

play40:38

acá está es la salida del primer

play40:40

compresor la temperatura permanezca

play40:42

constante pero ya sabemos que en una

play40:44

compresión la temperatura tiende a

play40:46

aumentar

play40:47

es decir la sustancia tiende a

play40:49

calentarse y como hacemos para que la

play40:51

temperatura permanezca constante

play40:52

permitiendo que el compresor isotérmico

play40:55

se libere calor para que cuando la

play40:57

sustancia se caliente con esta salida de

play40:59

calor permanezca a la misma temperatura

play41:01

y se pueda lograr una compresión

play41:04

isotérmica y finalmente cual es el

play41:07

último proceso

play41:08

de nuevo una compresión pero hizo

play41:10

entrópica por lo tanto después del

play41:12

primer compresor debemos agregar otro

play41:14

compresor porque claro el último proceso

play41:16

también es una compresión pero esta vez

play41:19

en este compresor destacado en amarillo

play41:21

la compresión es tal que es hizo

play41:23

entrópica es decir este compresores a

play41:25

diabético por lo tanto no puede salir

play41:27

calor de este compresor así que cuando

play41:30

la sustancia entra acá a esta

play41:31

temperatura baja debido a la compresión

play41:34

aumentará su temperatura hasta la

play41:36

temperatura de suba hasta la temperatura

play41:38

alta cerrando así el ciclo vale destacar

play41:41

que este calor que entra acá en el

play41:44

proceso de 12 en el que se dibuja acá

play41:46

este calor que entra y el calor que sale

play41:49

en el proceso de 3 a 4 es este calor que

play41:52

sale que se dibuja acá en el diagrama

play41:54

perfecto ahora en nuestros próximos

play41:56

vídeos vamos a resolver cuatro

play41:59

ejercicios claves del ciclo de carnota

play42:01

un sistema cerrado que trabaja con vapor

play42:03

de agua un sistema cerrado que trabaje

play42:05

con un gas ideal como por ejemplo el

play42:07

aire y luego vamos a desarrollar los

play42:09

ejercicios más uno de un sistema abierto

play42:11

que trabaje con vapor de agua y otro de

play42:14

un sistema abierto que

play42:15

con aire si este vídeo te fue útil

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play42:30

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play42:32

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play42:34

entenderás mucho más este punto

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