FÍSICA TERMODINÁMICA

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DESARROLLO

1. Mencione 3 aplicaciones industriales del ciclo de Carnot. En su respuesta señale su importancia dentro del proceso en que se encuentra (3 puntos).

RESP.: La importancia que tiene este ciclo en la industria, es que, éste establece un sistema ideal (idealizada térmico) con procesos reversible, para una eficiencia que alcance el 100% del calor transferido.   Esto se puede ver reflejado en los motores Carnot, con sus 4 etapas con procesos isotérmicos: T1, T2/Q1, Q2 y adiabáticos T2, T1 sometidos a diversas variaciones/cambios de presión y temperatura, generando una secuencia de procesos reversibles (ciclo de Carnot inverso) el sentido del proceso es inverso.  Queda dejar en claro que todo proceso isotérmico y adiabático tiene que mantenerse un equilibrio térmico y mecánico en todo momento para el ciclo de Carnot inverso.

• El pistón: Que se encuentra dentro del cilindro, donde las dos primeras etapas (admisión y compresión), como en la expansión isotérmica y adiabática, el pistón se mueve hacia abajo del cilindro, que por efecto de admisión, entra combustible y aire gaseoso, y luego de expandirse al punto muerto inferior, hace compresión isotérmica cediendo calor a temperatura constante, lo cual sigue comprimiendo de un proceso adiabáticamente, por efecto de un equilibrio hace que el pistón suba y baje dentro del cilindro, y esto también se transfiere hacia otros procesos como aun dispositivo como una máquina de vapor.
• Un proceso reversible: Cuando los procesos de la expansión y compresión de un gas ideal se encuentran otros procesos ideales reversible generan el ciclo de Carnot. Un ejemplo de esto podría ser una carga y descarga de una batería de auto, donde sus procesos no causan ninguna deformación.
• Un ciclo de refrigeración de Carnot: Esto es un ciclo inverso de Carnot. Este ciclo está en muchas industrias en distintas maquinas térmicas que trabajan de forma cíclica, donde el ciclo de trabajo cambia, pero siempre vuelve a su estado inicial. Este es el modo de operación de las máquinas de frio llamadas máquinas de refrigeración de Carnot

2. Compare la importancia que tiene el pistón y el cilindro dentro del motor de combustión interna ya sea a gasolina o diésel (3 puntos).

RESP.: El pistón y el cilindro son dos elementos muy importantes en el interior de un motor de combustión interna.

• El elemento con más movimiento activo dentro de un motor de combustión interna es el pistón, ya que su movimiento se genera gracias a la ayuda de la biela que está conectada al cigüeñal, esto hace que ingrese aire gaseoso y combustible al momento de bajar el pistón al punto muerto inferior del cilindro llamado procesos de expansión isotérmica. Y al momento de subir el pistón con la ayuda de la biela y el cigüeñal, se genera el proceso de compresión adiabáticamente del combustible, cuando el pistón llega al punto muerto superior se forma una chispa gracia a la bujía, generando la potencia explosiva del combustible arrastrando nuevamente al pistón a bajar generando el constante movimiento del pistón, logrando el movimiento circular que necesita el cigüeñal para que el motor este trabajando.

• El cilindro es un elemento de mucha importancia, ya que dentro de él se generan el principal movimiento de un motor, aparte de la quema del combustible, por eso, es de suma importancia que un cilindro se deba construir con material muy resistente al movimiento fuerte que tiene un motor y que pueda soportar las explosiones dentro de él y su temperatura, aparte el cilindro es la pieza que confecciona la unión de los otros elementos de un motor.

3. ¿Cuál es la importancia de la entropía en la segunda ley de la Termodinámica? Señale un ejemplo de tipo industrial que se podría aplicar a cada tipo de entropía revisada durante la semana (3 puntos).

RESP.: Podemos decir que, la entropía es una medida de desorden molecular y energía, la cual no está disponible en el sistema termodinámico.