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CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA “CICLOS  TERMOD INÁMICO S”

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CAJAMARCA

FACULTAD DE INGENIERÍA

“CICLOS TERMODINÁMICOS”

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAE.A.P. INGENIERIA DE MINAS

“CICLOS TERMODINÁMICOS”INTEGRANTES DEL EQUIPO DE TRABAJO:• CABRERA BOÑON, RUTH ISABEL•  MONZON CARUAJULCA, KENNY

•  YOPLA MURRUGARRA, MARIBEL•  MOSQUEIRA VILLAR, PAOLADOCENTE   : ING. HUGO MOSQUEIRA ESTRAVERCURSO : QUMICA II

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INTRODUCCIÓNL!" #$!%&"!" '&$(!)*+(*%!" -& "& )/+ &+ 0/ +/'$/0&1/"!+ *$$&2&$"*30&", &" )&%*$, "& )/+ &+ +/ "!0/ )*$&%%*4+(*&+'$/" -& 0!" #$!%&"!" $&2&$"*30&" "!+ *)&/0*1/)!", &")&%*$ "!0! "& #!)$5/+ )/$ (!)*6%/+)! *+6+*'&"*(/0(&+'& 0/"

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OBJETIVOSOBJETIVOGENERAL

C!+!%&$ 0!")*8&$&+'&" %*%0!"'&$(!)*+(*%!",

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)& $&8$*9&$/%*4+.

OBJETIVOS

ESPECICOS

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CICLOS

TERMODINÁMICOS

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CICLO DE CARNOT

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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.Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor ala fuente caliente, teniendo que suministrar trabao a la máquina. Si el obetivo

de esta máquina es e!traer calor de la fuente fría se denomina máquina

frigorífica, y si es ceder calor a la fuente caliente, bomba de calor.

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Transformacin A!"B #iso$%rma&L/ #$&"*4+ pB "& %/0%0/ / #/$'*$ )& 0/ &%/%*4+ )&0 9/"

*)&/0 #BVB+RT?V/$*/%*4+ )& &+&$95/ *+'&$+/ UAB@T$/3/! AB+RT?0+VBVAC/0!$ QABAB

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2

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 T$/3/! BCUBC

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/)*/3'*%/", #!)&(!" #$!3/$ -& 0/$&0/%*4+ &+'$& 0!" 2!0<(&+&" )& 0!"27$'*%&" &"VB.VAVC.VD

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U+ (!'!$ )& C/$+!' &" + )*"#!"*'*2! *)&/0 -& )&"%$*3& + %*%0! )& C/$+!'.T$/3// &+'$& )!" 8!%!", '!(/+)! %/0!$ Q1 )&0 8!%! %/0*&+'& / 0/ '&(#&$/'$/T 1,#$!)%*&+)! + '$/3/! W , ; %&)*&+)! + %/0!$ Q2 /0 8!%! 8$5! / 0/'&(#&$/'$/ T 2.E+ + (!'!$ $&/0, &0 8!%! %/0*&+'& &"' $&#$&"&+'/)! #!$ 0/ %/0)&$/ )& 2/#!$-& "(*+*"'$/ &0 %/0!$, &0 "*"'&(/ %*0*+)$!7(3!0! #$!)%& &0 '$/3/! ; "&%&)& %/0!$ /0 8!%! 8$5! -& &" 0/ /'(4"8&$/.

BOMBA DE CALOR

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L/ (-*+/ )& C/$+!' '/(3*7+ #&)& 8+%*!+/$ &+ "&+'*)! *+2&$"!,)&+!(*++)!"& &+'!+%&" 8$*9!$56%!. S& &='$/&$5/ %/0!$ Q2 )&0 8!%! 8$5!/#0*%/+)! + '$/3/! W , ; %&)&$5/ Q1 /0 8!%! %/0*&+'&.E+ + 8$*9!$56%! $&/0, &0 (!'!$ %!+&%'/)! / 0/ $&) &07%'$*%/ #$!)%& +'$/3/! -& "& &(#0&/ &+ &='$/&$ + %/0!$ )&0 8!%! 8$5! 0/ %/2*)/) )&08$*9!$56%! ; "& %&)& %/0!$ /0 8!%! %/0*&+'&, -& &" 0/ /'(4"8&$/.

MA*UINA FRIGORÍFICA

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R%n'imi%n$o '% +ncic,o '% Carno$

P&"'! -& "!+ *)7+'*%!" '!)!" 0!" $&+)*(*&+'!" )& (-*+/" -&!#&$&+ "&9<+ &0 %*%0! )& C/$+!', #!)&(!" &(#0&/$ 0/ -& +!"$&"0'& (" "*(#0& #/$/ %/0%0/$ &"'& $&+)*(*&+'!.

L/ &0&%%*4+ +/'$/0 &" &(#0&/$ &0 %*%0! )& + 9/" *)&/0 )&"%$*'!/+'&$*!$(&+'&.E0 $&+)*(*&+'! )& +/ (-*+/ '7$(*%/ &"

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EL COEICIENTE DE DESEMPEÑOE0 %!&6%*&+'& )& )&"&(#&! )& +

$&8$*9&$/)!$ $&2&$"*30& %!(! &0 )& C/$+!' &"

;/ -&, %!(! &+ 0/ (-*+/ )& C/$+!', 0/%/+'*)/) )& %/0!$ *+'&$%/(3*/)/ %!+ %/)/8!%! &" #$!#!$%*!+/0 / 0/ '&(#&$/'$/ )& )*%!8!%!.

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EJERCICIO

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C!(#$&+"*4+ *"&+'$!#*%/ &+ +/ 3!(3/. A)*%*4+ )& %/0!$ / #$&"*4+ %!+"'/+'& &+

+/ %/0)&$/. E=#/+"*4+ *"&+'$!#*%/ &+ +/ '$3*+/. R&%/1! )& %/0!$ / #$&"*4+ %!+"'/+'& &+

+ %!+)&+"/)!$.

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• - is%n$ro.icos

•  - iso()ricosa'ia()$icos

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E%/%*!+&"C/)/ +/ )& 0/" %/'$! #$*(&$/" &%/%*!+&" "& !3'*&+& )&0 3/0/+%& )& &+&$95/ ; )&0

3/0/+%& )& (/"/ #/$/ + 2!0(&+ )& %!+'$!0. L/ -*+'/ &%/%*4+ )&"%$*3& 0/ &6%*&+%*/'&$(!)*+(*%/ ! $&+)*(*&+'! '7$(*%! )&0 %*%0! ; "& )&6+& %!(! 0/ $&0/%*4+ &+'$& 0/#!'&+%*/ )& "/0*)/ %!+ $&"#&%'! / 0/ #!'&+%*/ '7$(*%/ )& &+'$/)/.

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CICLO DE OTTOM)/+inas '% %nc%n'i'o'% c0is.a1

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A'misin #6&1

Com.r%sin #-&

Com(+s$in

E.ansin #&1

Esca.% #9&1

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E0 %*%0! O''! &" &0 %*%0! *)&/0 )& 0!" (!'!$&" )& &+%&+)*)! #!$3/'&$5/.

? A)*/3'*%/ ! I"!'$4#*%/ : "*+ *+'&$%/(3*! )& %/0!$ %!+ &0&='&$*!$ %!(#$&"*4+ )&0 *)! /%'*2! ; &0 %!$$&"#!+)*&+'&'$/3/! $&/0*1/)! #!$ &0 #*"'4+

A 2!0(&+ %!+"'/+'& : *+'$!)%%*4+ *+"'/+'+&/ )&0 %/0!$S(*+*"'$/)! *61

A)*/3'*%/ : &=#/+"*4+ ; %!$$&"#!+)*&+'& '$/3/!#$!)%*)! #!$ &0 *)! /%'*2!.

A 2!0(&+ %!+"'/+'& : ""'$/%%*4+ *+"'/+'+&/ )&0 %/0!$*-1

ASES DEL CICLO OTTO:

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Q?

Q

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Eficiencia en función del calor:61 In$%rcam(io '% ca,or

BC

D A→

 2. Trabajo realizado

A B→

C D→

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R%n'imi%n$o

Sustituyendo el trabajo como diferencia de calores

Eficiencia en función de las temperaturas

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U+ %*%0! O''! *)&/0 '*&+& +/ $&0/%*4+ )&%!(#$&"*4+ )& >. A0 *+*%*! )&0 #$!%&"! )&%!(#$&"*4+ &0 /*$& &"'/ / 6 2a ; 6< oC, ;7J4  )& %/0!$ "& '$/+"6&$&+ / 2!0(&+

%!+"'/+'& /%*/ &0 /*$& )$/+'& &0 #$!%&"! )&/)*%*4+ )& %/0!$. D&'&$(*+&: a&  T&(#&$/'$/ ;#$&"*4+ (=*(/ )$/+'& &0 %*%0!.

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SOLUCION/ T&(#&$/'$/ ; #$&"*4+ (=*(/ )$/+'& &0 %*%0!:E"'/)! ?:

 T?  ? !C ? @ KW

P?  ?@@ KP/E+ #$!%&"! *"&+'$4#*%! )& + 9/" *)&/0 "& %(#0& -&:

P/$/ 0/ '&(#&$/'$/ )& @ K 2$?  XX,? ; ? @X,? J9

en donde vr1 y vr2 son los volúmenes específicos relativos del aire a las temperaturas

correspondientes.

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L/ $&0/%*4+ )& %!(#$&"*4+ $ V(/=V(*+ 

V?V  >,&+'!+%&" %/0%0/(!" 2$.

Con este valor determinamos la temperatura en el estado 2 usando la tabla de propiedades del aire como

 podemos observar este valor no esta registrado en la tabla por lo tanto interpolamos de acuerdo a los

siguientes valores:

V$ TK[

>\, X\@

>,\? T

>?,> XX@

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2V mRT P/$/ )!" &"'/)!" )*8&$&+'&" ; +/(/"/ 6/ -&)/:

Proceso 2 – 3: adición de calor a volumen constante:

Para la temperatura de 2 ! "#2$1 % determinamos u2 en la

tabla de propiedades del aire.

 TK[ J9[

X\@ ,\

X\,?

XX@ >?,@?

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Para determinar 3 buscamos en la tabla de propiedades del aire u3.

J9[ TK[

?X@, ?\X@

?, T

?,\ ?\>@

La temperatura máxima alcanzada por el ciclo es T3 = 1574,9 K.

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P/$/ &0 %0%0! )& P #$&"*4+ (=*(/:

La .r%sin m)ima a,can=a'a .or %, cic,o%s 2  999H6 2a1

CICLO DE

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CICLO DE

STIRLING

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DESCRI2CIÓN DEL CICLO

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REPRESENTACION DEL CICLO DE

STIRNING

REPRESENTACI N DEL

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REPRESENTACI N DELCICLO

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