motor de diesel

Un motor diésel funciona mediante la ignición (encendido) del 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 como en los motores de gasolina.


La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo del motor, la compresión. El combustible se inyecta en la parte superior de la cámara de combustión a gran presión desde unos orificios muy pequeños que presenta el inyector de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión (entre 700 y 900 °C). Como resultado, la mezcla se inflama muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo.

Esta expansión, al revés de lo que ocurre con el motor de gasolina, se hace a presión constante ya que continúa durante la carrera de trabajo o de expansión. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en un movimiento de rotación.

maquina de Carnot

Un motor de Carnot es un dispositivo ideal que describe un ciclo de Carnot. Trabaja entre dos focos, tomando calor Q₁del foco caliente a la temperatura T₁, produciendo un trabajo W, y cediendo un calor Q₂ al foco frío a la temperaturaT_2.
Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas (aquel en el cual se tiene la máxima transferencia de calor) y dos adiabáticas (aquel en el cual el sistema no intercambia calor con su entorno), tal como se muestra en la figura.

En un motor real, el foco caliente está representado por la caldera de vapor que suministra el calor, el sistema cilindro-émbolo produce el trabajo  y se cede calor al foco frío que es la atmósfera.

La máquina de Carnot también puede funcionar en sentido inverso, denominándose entonces frigorífico. Se extraería calor Q₂ del foco frío aplicando un trabajo W, y cedería Q₁ al foco caliente.

En un frigorífico real, el motor conectado a la red eléctrica produce un trabajo que se emplea en extraer un calor del foco frío (la cavidad del frigorífico) y se cede calor al foco caliente, que es la atmósfera.

Procesos reversibles e irreversibles

Un proceso reversible, es uno que puede efectuarse de manera tal que, a su conclusión, tanto el sistema como sus alrededores, hayan regresado a sus condiciones iniciales exactas. Un proceso que no cumple con esta condición es irreversible. 

TODOS LOS PROCESOS EN LA NATURALEZA SON IRREVERSIBLES

BOMBAS DE CALOR Y REFRIGERADORES

 Los refrigeradores y las bombas de calor funcionan a la inversa. Esto es: absorbe calor de un depósito a temperatura baja y libera calor a un depósito a mayor temperatura. Para lograrlo debe hacerse un trabajo W sobre el sistema.

Enunciado de Clausius: Es imposible construir una máquina cíclica cuyo único efecto sea la transferencia continua de energía de un objeto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por trabajo.

Una bomba de calor consiste en un fluido que circula a través de dos conjuntos de serpentines metálicos que intercambian energía con los alrededores. 

En un acondicionador de aire, la energía se absorbe en el fluido de los serpentines ubicados en el interior de un edificio; después de que el fluido se comprime, la energía deja el fluido a través de serpentines ubicados en el exterior. 

La eficacia de la bomba de calor, en el modo de calentamiento, se describe en función de un número conocido como el coeficiente de realización, CDR.

Éste se define como la razón entre el calor transferido al depósito y el trabajo que se requiere para transferir el calor:

  

CDR (bomba de calor) : Calor transferido / trabajo hecho por la bomba: Q_c / W