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7/24/2019 Generacic3b3n de Potencia Ciclo Carnot3
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GENERACIN DE POTENCIA ING.MAIBELYN ACOSTA
GENERACIN DE POTENCIA
UNIDAD II
CICLO DE CARNOT
Se define ciclo de Carnot como un proceso cclico reversible que
utiliza un gas
perfecto, y que consta de dos transformaciones isotrmicas y dos
adiabticas, tal
como se muestra en la figura.
La representacin grfica del ciclo de Carnot en un diagrama p-V
es el siguiente
Tramo A-B isoterma a la temperatura T1
Tramo B-C adiabtica
Tramo C-D isoterma a la temperatura T2
Tramo D-A adiabtica
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Motor y Refrigerador
Un motor de Carnot es un dispositivo ideal que describe un
ciclo de Carnot. Trabaja entre dos focos, tomandocalor QLdel
foco caliente a la temperatura TL, produciendo un
trabajo W, y cediendo un calor Q2al foco fro a la
temperatura T2.
En un motor real, el foco caliente est representado por la
caldera de vapor que suministra el calor, el sistema
cilindro-mbolo produce el trabajo y se cede calor al foco fro que
es
la atmsfera.
La mquina de Carnot tambin puede funcionar en sentido
inverso, denominndose entonces frigorfico. Se extraeracalor
Q2del foco fro aplicando un trabajo W, y cederaQ1al
foco caliente.
En un frigorfico real, el motor conectado a la red elctrica
produce un trabajo que se emplea en extraer un calor del
foco
fro (la cavidad del frigorfico) y se cede calor al fococaliente,
que es la atmsfera.
= 1-
= ()
=
=
w = QH QL
= RENDIMIENTO DEL CICLO
W=TRABAJO
Refrigerador
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TH
TL
EJERCICIOS RESUELTOS
1. Una bomba de calor trabaja bajo el ciclo de Carnot, entre
fuentes de 5o
C y 50oC.
Determinar la eficiencia del ciclo.
Datos:
TL= 5oC
TH=50oC
=?
SOLUCIN:
50oC + 273= 323K
5oC +273 = 278K
= ()
= ()
= 0.14
=
=
=
Caliente: va de QH a QL
=
=
=
Refrigera: va de QL a QH
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TH
TL
2. Se propone calentar una casa durante el invierno con una
bomba de calor, la casa
deber mantenerse en todo momento a 20oC cuando la temperatura
exterior desciende
a -10 oC. Se estima que la casa pierda calor a razn de 25 Kw.
Cual es la potencia
mnima para accionar la bomba?
Datos:TL= -10 oC = 263K
TH=20oC = 293K
QH= 25Kw
W=?
SOLUCIN:
= =
=
Entonces, como tenemos temperatura
=
= 10%
Ahora:
=
W=
=
W= 2.5 Kw
QH
QL
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3. Un congelador domestico funciona en un cuarto a 20 oC , para
mantener su temperatura
en -30 oC se debe transferir calor desde el espacio frio a razn
de 2Kw. Cul es el motor
ms pequeo que se requiere para accionar el congelador?
Datos:
TL= -30 oC = 243K
TH=20 oC = 293K
QL= 2KW
W=?
Solucin:
= =
=
Entonces, como tenemos temperatura
=
=
= 4.7
Ahora:
= => W= /
Refrigerador
