Page 437 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

41S Capítulo 20 Termodinámica

2 e n t

Figura 20.15 El ciclo diésel ideal.

Un segundo tipo de máquina de combustión interna es la diésel. En ella el aire se compri­
me a alta temperatura y presión hasta cerca del extremo superior del cilindro. El combustible
diésel que se inyecta en el cilindro en este punto, se enciende y empuja el pistón hacia abajo.
El ciclo diésel ideal se muestra en el diagrama P-V en la figura 20.15. Empezando en a, se
comprime el aire adiabáticamente hasta el punto b, donde se inyecta el combustible diésel.
Este combustible se enciende por el aire caliente, liberando una cantidad de calor Qem a una
presión casi constante (línea be). El resto de la fase de trabajo consiste en una dilatación adia­
bática hasta el punto d, realizando trabajo externo. Durante las fases de admisión y expulsión,
el gas se enfría a volumen constante hasta el punto a, perdiendo una cantidad de calor Q
La eficiencia de una máquina diésel está en función de la razón de compresión (V/V,) y de la
razón de expansión (V /V ).

Refrigeración

Se puede pensar que un refrigerador es una máquina térmica que opera en sentido inverso.
Un esquema de un refrigerador aparece en la figura 20.16. Durante cada ciclo, un compresor
o un dispositivo similar proporciona trabajo mecánico W al sistema, extrayendo una cantidad
de calor Q de un depósito frío y cediendo una cantidad de calor Qc¡¡¡ a un depósito caliente.
De acuerdo con la primera ley, el trabajo de entrada está dado por
W = G calor - 2 frí0
La eficiencia de cualquier refrigerador se determina por la cantidad de calor QMqextraída con
el mínimo gasto de trabajo mecánico W. De este modo, la razón QítíJW es una medida de
la eficiencia de enfriamiento del refrigerador y se le llama su coeficiente de rendimiento K.
Temperatura alta
Simbólicamente,
T
Scalor í .. J calor
Q frío Qfrío
Máquina K = (20.11)
térmica,- ^ £2calor Qfrío
AW- £2calor- Qfrú
Qfrío | ^frío La eficiencia máxima puede expresarse en términos de temperaturas absolutas:
l^ 'c n ip c u tlu i'a baja
Tfrío
K = (20.12)
Figura 20.16 Diagram a
de un refrigerador.