Fundamentos Físicos de la Ingeniería (Ingeniería Aeronáutica)

Ciclo de Carnot

Jaime Riera Guasp

*Creado con Easy Java Simulations

Introducción

En esta simulación se analiza el comportamiento de un sistema químico consistente en un gas ideal. El sistema realiza un ciclo de Carnot, con dos isotérmicas y dos adiabáticas.

Se puede variar en un determinado rango las dos temperaturas de los focos témicos, Ta y Td, el volumen inicial, Va, el factor de compresión (Vmáximo/Vmínimo), y el índice politrópico de las transformaciones adiabáticas. El programa proporciona el diagrama PV del ciclo, las transferencias de calor, Qab y Qcd, el trabajo neto, el rendimiento y la variación de entropía en los procesos isotérmicos.

Al poner en funcionamiento la simulación, podemos asociar por medio de una animación los procesos de expansión y compresión de un gas en un cilindro con un pistón, con su correspondiente representación en el diagrama P-V.

Objetivos

• Comprender el concepto de ciclo termodinámico.

• Conocer la utilidad de un diagrama P-V.

• Conocer el ciclo de Carnot.

• Saber distinguir, en un diagrama P-V, entre adiabática e isoterma.

• Conocer la interpretación física de un ciclo de Carnot.

Instrucciones de Uso

• Obsérvese como varía la forma del ciclo al dar distintos valores a las variables de entrada.

• Varíese separadamente cada una de las variables de entrada. ¿Cómo influyen las distintas variables (coeficiente adiabático, Vc/Va, Va, Td, Ta) en los valores del trabajo neto y el rendimiento?

• Suponemos que un gas ideal realiza un ciclo de Carnot en el interior de un cilindro dotado de un pistón. Dibújese la posición del pistón en distintos estados del proceso. Seguidamente, póngase en funcionamiento la animación y compárese los resultados obtenidos con los previstos.

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