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ciclo de carnot

Ciclo de carnot 

Se define ciclo de Carnot como un proceso cíclico reversible que utiliza un gas perfecto, y que consta de dos transformaciones isotérmicas y dos adiabáticas, tal como se muestra en la figura.

carnot1.gif (5419 bytes)

La representación gráfica del ciclo de Carnot en un diagrama p-V es el siguiente

carnot2.gif (2624 bytes) Tramo A-B isoterma a la temperatura T1Tramo B-C adiabática

Tramo C-D isoterma a la temperatura T2

Tramo D-A adiabática

Las etapas del ciclo

Para obtener las variables y magnitudes desconocidas emplearemos las fórmulas que figuran en el cuadro-resumen de las transformaciones termodinámicas.

    1. Transformación A->B (isoterma)

La presión pB se calcula a partir de la ecuación del gas ideal 

Variación de energía interna 

Trabajo 

Calor 

    1. Transformación B->C (adiabática)

La ecuación de estado adiabática es  o bien, . Se despeja vc de la ecuación de la adiabática  Conocido vc y T2 se obtiene pc, a partir de la ecuación del gas ideal. .

Calor 

Variación de energía interna 

Trabajo 

    1. Transformación C->D (isoterma)

Variación de energía interna 

Trabajo 

Calor 

 

  1. Transformación D-> A (adiabática)

Se despeja vde la ecuación de la adiabática Conocido vD y T2 se obtiene pD, a partir de la ecuación del gas ideal. .

Calor 

Variación de energía interna 

Trabajo 

 

El ciclo completo

  • Variación de energía interna

En un proceso cíclico reversible la variación de energía interna es cero

  • Trabajo

Los trabajos en las transformaciones adiabáticas son iguales y opuestos. A partir de las ecuaciones de las dos adiabáticas, la relación entre los volúmenes de los vértices  es , lo que nos conduce a la expresión final para el trabajo.

  • Calor

En la isoterma T1 se absorbe calor Q>0 ya que vB>vA de modo que

En la isoterma T2 se cede calor Q<0 ya que vD<vC

  • Rendimiento del ciclo

Se define rendimiento como el cociente entre el trabajo realizado y el calor absorbido

 

Motor y frigorífico

motor.gif (2139 bytes) 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 temperatura T2.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.
figorifico.gif (2164 bytes) 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

 

 

 

 

citado de http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/carnot/carnot.htm

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