El significado principal de la fórmula (5.12.2) obtenida por Carnot para la eficiencia de una máquina ideal es que determina la máxima eficiencia posible de cualquier máquina térmica.

Carnot demostró, basándose en la segunda ley de la termodinámica*, el siguiente teorema: cualquier motor térmico real que funcione con un calentador de temperaturaT 1 y la temperatura del refrigeradorT 2 , no puede tener una eficiencia superior a la eficiencia de una máquina térmica ideal.

* Carnot en realidad estableció la segunda ley de la termodinámica antes que Clausius y Kelvin, cuando la primera ley de la termodinámica aún no había sido formulada con rigor.

Considere primero una máquina térmica que opera en un ciclo reversible con un gas real. El ciclo puede ser cualquiera, solo es importante que las temperaturas del calentador y refrigerador sean T 1 y T 2 .

Supongamos que la eficiencia de otra máquina térmica (que no opera según el ciclo de Carnot) η ’ > η . Las máquinas funcionan con un calentador común y un enfriador común. Deje que la máquina de Carnot trabaje en el ciclo inverso (como una máquina de refrigeración) y la otra máquina en el ciclo directo (Fig. 5.18). La máquina térmica realiza un trabajo igual, según las fórmulas (5.12.3) y (5.12.5):

La máquina de refrigeración siempre se puede diseñar para que tome la cantidad de calor del refrigerador q 2 = ||

Entonces, de acuerdo con la fórmula (5.12.7), se trabajará sobre él

(5.12.12)

Ya que por condición η" > η , después A" > A. Por lo tanto, la máquina térmica puede accionar la máquina de refrigeración y seguirá habiendo un exceso de trabajo. Este exceso de trabajo se realiza a expensas del calor tomado de una fuente. Después de todo, el calor no se transfiere al refrigerador bajo la acción de dos máquinas a la vez. Pero esto contradice la segunda ley de la termodinámica.

Si suponemos que η > η ", entonces puedes hacer que otra máquina funcione en un ciclo inverso, y la máquina de Carnot en línea recta. Nuevamente llegamos a una contradicción con la segunda ley de la termodinámica. Por lo tanto, dos máquinas que funcionan en ciclos reversibles tienen la misma eficiencia: η " = η .

Es un asunto diferente si la segunda máquina opera en un ciclo irreversible. Si permitimos η " > η , entonces nuevamente llegamos a una contradicción con la segunda ley de la termodinámica. Sin embargo, la suposición m|"< г| не противоречит второму закону термодинамики, так как необратимая тепловая машина не может работать как холодильная машина. Следовательно, КПД любой тепловой машины η" ≤ η, o

Este es el resultado principal:

(5.12.13)

Eficiencia de los motores térmicos reales

La fórmula (5.12.13) da el límite teórico para la máxima eficiencia de los motores térmicos. Muestra que la máquina térmica es más eficiente cuanto mayor es la temperatura del calentador y menor la temperatura del refrigerador. Solo cuando la temperatura del refrigerador es igual al cero absoluto, η = 1.

Pero la temperatura del frigorífico prácticamente no puede ser mucho más baja que la temperatura ambiente. Puede aumentar la temperatura del calentador. Sin embargo, cualquier material (sólido) tiene una resistencia al calor limitada o resistencia al calor. Cuando se calienta, pierde gradualmente sus propiedades elásticas y se funde a una temperatura suficientemente alta.

Ahora los principales esfuerzos de los ingenieros están dirigidos a aumentar la eficiencia de los motores mediante la reducción de la fricción de sus partes, las pérdidas de combustible debido a su combustión incompleta, etc. Las oportunidades reales para aumentar la eficiencia aún son grandes aquí. Entonces, para una turbina de vapor, las temperaturas inicial y final del vapor son aproximadamente las siguientes: T 1 = 800K y T 2 = 300 K. A estas temperaturas, el valor máximo de la eficiencia es:

El valor real de la eficiencia debido a varios tipos de pérdidas de energía es de aproximadamente 40%. La máxima eficiencia - alrededor del 44% - tienen motores de combustión interna.

La eficiencia de cualquier motor térmico no puede exceder el valor máximo posible
, donde T 1 - temperatura absoluta del calentador, y T 2 - temperatura absoluta del refrigerador.

Aumentar la eficiencia de los motores térmicos y acercarla al máximo posible- el reto técnico más importante.

Física, grado 10

Lección 25 Eficiencia de los motores térmicos

La lista de preguntas consideradas en la lección:

1) El concepto de máquina térmica;

2) El dispositivo y principio de funcionamiento de una máquina térmica;

3) eficiencia del motor térmico;

4) Ciclo de Carnot.

Glosario relacionado

Motor térmico - un dispositivo en el que la energía interna del combustible se convierte en energía mecánica.

eficiencia ( coeficiente de eficiencia) es la relación entre el trabajo útil realizado por este motor y la cantidad de calor recibido del calentador.

Motor de combustión interna- un motor en el que el combustible se quema directamente en la cámara de trabajo (interior) del motor.

motor a reacción- un motor que crea la fuerza de tracción necesaria para el movimiento convirtiendo la energía interna del combustible en la energía cinética de la corriente en chorro del fluido de trabajo.

ciclo de carnot es un proceso circular ideal que consta de dos procesos adiabáticos y dos isotérmicos.

Calentador- un dispositivo del cual el cuerpo de trabajo recibe energía, parte de la cual se utiliza para realizar trabajo.

Nevera- un cuerpo que absorbe parte de la energía del fluido de trabajo (el medio ambiente o dispositivos especiales para enfriar y condensar el vapor de escape, es decir, condensadores).

cuerpo de trabajo- un cuerpo que, al expandirse, realiza trabajo (es un gas o vapor)

Literatura básica y adicional sobre el tema de la lección.:

1. Myakishev G.Ya., Bukhovtsev B.B., Sotsky N.N. Física Grado 10. Libro de texto para organizaciones educativas generales M.: Educación, 2017. - S. 269 - 273.

2. Rymkevich AP Colección de problemas de física. 10-11 clase. -M.: Avutarda, 2014. - S. 87 - 88.

Recursos electrónicos abiertos sobre el tema de la lección.

Material teórico para el autoaprendizaje.

Los cuentos y mitos de diferentes naciones atestiguan que la gente siempre ha soñado con moverse rápidamente de un lugar a otro o hacer rápidamente este o aquel trabajo. Para lograr este objetivo, se necesitaban dispositivos que pudieran trabajar o moverse en el espacio. Al observar el mundo que los rodea, los inventores llegaron a la conclusión de que para facilitar el trabajo y moverse rápidamente, es necesario usar la energía de otros cuerpos, por ejemplo, agua, viento, etc. ¿Es posible utilizar la energía interna de la pólvora u otro tipo de combustible para sus propios fines? Si tomamos un tubo de ensayo, le echamos agua, lo tapamos con un tapón y lo calentamos. Cuando se calienta, el agua hierve y el vapor de agua resultante expulsará el corcho. El vapor se expande y funciona. En este ejemplo, vemos que la energía interna del combustible se ha convertido en la energía mecánica de la bujía en movimiento. Al sustituir el corcho por un pistón capaz de moverse en el interior del tubo, y el propio tubo por un cilindro, obtendremos el motor térmico más sencillo.

Motor térmico - Una máquina térmica es un dispositivo en el que la energía interna de un combustible se convierte en energía mecánica.

Recuerde la estructura del motor de combustión interna más simple. Un motor de combustión interna consiste en un cilindro dentro del cual se mueve un pistón. El pistón está conectado al cigüeñal por medio de una biela. Hay dos válvulas en la parte superior de cada cilindro. Una de las válvulas se llama entrada y la otra se llama salida. Para garantizar una carrera suave del pistón, se monta un volante pesado en el cigüeñal.

El ciclo de trabajo de un motor de combustión interna consta de cuatro ciclos: admisión, compresión, carrera de potencia, escape.

Durante la primera carrera, la válvula de admisión se abre mientras que la válvula de escape permanece cerrada. El pistón que se mueve hacia abajo succiona la mezcla combustible hacia el interior del cilindro.

En el segundo golpe, ambas válvulas están cerradas. El pistón que se mueve hacia arriba comprime la mezcla combustible, que se calienta durante la compresión.

En el tercer golpe, cuando el pistón está en la posición superior, la mezcla se enciende por una chispa eléctrica de una vela. La mezcla encendida forma gases calientes, cuya presión es de 3-6 MPa, y la temperatura alcanza los 1600-2200 grados. La fuerza de presión empuja el pistón hacia abajo, cuyo movimiento se transmite al cigüeñal con un volante. Habiendo recibido un fuerte empujón, el volante continuará girando por inercia, asegurando el movimiento del pistón durante las carreras posteriores. Durante esta carrera, ambas válvulas permanecen cerradas.

En el cuarto golpe, la válvula de escape se abre y los gases de escape son expulsados ​​por el pistón en movimiento a través del silenciador (que no se muestra en la figura) hacia la atmósfera.

Cualquier motor térmico incluye tres elementos principales: un calentador, un fluido de trabajo, un refrigerador.

Para determinar la eficiencia de un motor térmico, se introduce el concepto de eficiencia.

La eficiencia es la relación entre el trabajo útil realizado por un motor dado y la cantidad de calor recibido del calentador.

Q 1 - la cantidad de calor recibido del calentamiento

Q 2 - la cantidad de calor que se le da al refrigerador

es el trabajo realizado por el motor por ciclo.

Esta eficiencia es real, es decir solo esta fórmula se usa para caracterizar los motores térmicos reales.

Conociendo la potencia N y el tiempo de funcionamiento t del motor, el trabajo realizado por ciclo se puede encontrar mediante la fórmula

Transferencia de la parte no utilizada de la energía al frigorífico.

En el siglo XIX, como resultado de los trabajos de ingeniería térmica, el ingeniero francés Sadi Carnot propuso otra forma de determinar la eficiencia (a través de la temperatura termodinámica).

El significado principal de esta fórmula es que cualquier máquina térmica real que funcione con un calentador a la temperatura T 1 y un refrigerador a la temperatura T 2 no puede tener una eficiencia que exceda la eficiencia de una máquina térmica ideal. Sadi Carnot, al averiguar en qué proceso cerrado la máquina térmica tendrá la máxima eficiencia, propuso utilizar un ciclo que consta de 2 procesos adiabáticos y 2 isotérmicos.

El ciclo de Carnot es el ciclo más eficiente con la máxima eficiencia.

No hay máquina térmica que tenga una eficiencia del 100% o 1.

La fórmula da un límite teórico para el valor máximo de la eficiencia de los motores térmicos. Muestra que la máquina térmica es más eficiente cuanto mayor es la temperatura del calentador y menor la temperatura del refrigerador. Solo cuando la temperatura del refrigerador es igual al cero absoluto, η = 1.

Pero la temperatura del frigorífico prácticamente no puede ser inferior a la temperatura ambiente. Puede aumentar la temperatura del calentador. Sin embargo, cualquier material (sólido) tiene una resistencia al calor limitada o resistencia al calor. Cuando se calienta, pierde gradualmente sus propiedades elásticas y se funde a una temperatura suficientemente alta.

Ahora los principales esfuerzos de los ingenieros están dirigidos a aumentar la eficiencia de los motores mediante la reducción de la fricción de sus partes, las pérdidas de combustible debido a su combustión incompleta, etc. Las oportunidades reales para aumentar la eficiencia aún son grandes aquí.

Aumentar la eficiencia de los motores térmicos y acercarla al máximo posible es el reto técnico más importante.

Los motores térmicos, turbinas de vapor, también se instalan en todas las centrales nucleares para producir vapor a alta temperatura. Todos los tipos principales de transporte moderno utilizan principalmente motores térmicos: en automóviles, motores de combustión interna de pistón; en el agua: motores de combustión interna y turbinas de vapor; en el ferrocarril - locomotoras con instalaciones diesel; en aviación: motores de pistón, turborreactores y reactores.

Comparemos las características de rendimiento de los motores térmicos.

Máquina de vapor - 8%.

Turbina de vapor - 40%.

Turbina de gas - 25-30%.

Motor de combustión interna - 18-24%.

Motor diésel - 40–44%.

Motor a reacción - 25%.

El uso generalizado de motores térmicos no pasa sin dejar rastro para el medio ambiente: la cantidad de oxígeno disminuye gradualmente y aumenta la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, el aire está contaminado con compuestos químicos nocivos para la salud humana. Existe la amenaza del cambio climático. Por lo tanto, encontrar formas de reducir la contaminación ambiental es uno de los problemas científicos y técnicos más urgentes en la actualidad.

Ejemplos y análisis de resolución de problemas.

1 . ¿Cuál es la potencia promedio desarrollada por el motor de un automóvil si, a una velocidad de 180 km/h, el consumo de gasolina es de 15 litros cada 100 kilómetros y la eficiencia del motor es del 25%?

Un motor que convierte la energía interna del combustible que se quema en trabajo mecánico.

Cualquier motor térmico consta de tres partes principales: calentador, cuerpo de trabajo(gas, líquido, etc.) y refrigerador. El funcionamiento del motor se basa en un proceso cíclico (este es un proceso en el que el sistema vuelve a su estado original).

Motor térmico de ciclo directo

Una característica común de todos los procesos cíclicos (o circulares) es que no pueden llevarse a cabo poniendo el fluido de trabajo en contacto térmico con un solo depósito de calor. Necesitan al menos dos. Un depósito de calor con una temperatura más alta se llama calentador, y un depósito de calor con una temperatura más baja se llama refrigerador. Haciendo un proceso circular, el fluido de trabajo recibe del calentador una determinada cantidad de calor Q 1 (se produce la expansión) y cede al frigorífico la cantidad de calor Q 2 cuando vuelve a su estado original y se contrae. La cantidad total de calor Q=Q 1 -Q 2 recibida por el fluido de trabajo por ciclo es igual al trabajo realizado por el fluido de trabajo en un ciclo.

Ciclo enfriador inverso

En el ciclo inverso, la expansión ocurre a una presión más baja y la compresión ocurre a una presión más alta. Por lo tanto, el trabajo de compresión es mayor que el trabajo de expansión; el trabajo no lo realiza el cuerpo de trabajo, sino fuerzas externas. Este trabajo se convierte en calor. Así, en la máquina de refrigeración, el fluido de trabajo toma una cierta cantidad de calor Q 1 del refrigerador y transfiere una mayor cantidad de calor Q 2 al calentador.

Eficiencia

Bucle directo:

Índice de eficiencia del enfriador:

ciclo de carnot

En los motores térmicos, se esfuerzan por lograr la conversión más completa de energía térmica en energía mecánica. Máxima eficiencia.

La figura muestra los ciclos utilizados en un motor de gasolina a carburador y en un motor diesel. En ambos casos, el fluido de trabajo es una mezcla de vapores de gasolina o diesel con aire. El ciclo de un motor de combustión interna con carburador consta de dos isócoras (1–2, 3–4) y dos adiabáticas (2–3, 4–1). Un motor diesel de combustión interna opera en un ciclo que consta de dos adiabáticas (1–2, 3–4), una isobárica (2–3) y una isócora (4–1). La eficiencia real para un motor de carburador es de alrededor del 30%, para un motor diesel, alrededor del 40%.

El físico francés S. Carnot desarrolló el trabajo de una máquina térmica ideal. La parte de trabajo de un motor de Carnot se puede considerar como un pistón en un cilindro lleno de gas. Desde el motor de Carnot - máquina es puramente teórica, es decir, ideal, se supone que las fuerzas de fricción entre el pistón y el cilindro y las pérdidas de calor son cero. El trabajo mecánico es máximo si el fluido de trabajo realiza un ciclo que consta de dos isotermas y dos adiabáticas. Este ciclo se llama ciclo de carnot.

sección 1-2: el gas recibe una cantidad de calor Q 1 del calentador y se expande isotérmicamente a una temperatura T 1
sección 2-3: el gas se expande adiabáticamente, la temperatura disminuye a la temperatura del refrigerador T 2
sección 3-4: el gas se comprime exotérmicamente, mientras le da al refrigerador la cantidad de calor Q 2
sección 4-1: el gas se comprime adiabáticamente hasta que su temperatura sube a T 1 .
El trabajo realizado por el cuerpo de trabajo es el área de la figura resultante 1234.

Tal motor funciona de la siguiente manera:

1. Primero, el cilindro entra en contacto con un depósito caliente y el gas ideal se expande a temperatura constante. Durante esta fase, el gas recibe algo de calor del depósito caliente.
2. Luego, el cilindro está rodeado por un aislamiento térmico perfecto, por lo que la cantidad de calor disponible para el gas se conserva y el gas continúa expandiéndose hasta que su temperatura desciende a la del depósito térmico frío.
3. En la tercera fase, se retira el aislamiento térmico y se comprime el gas del cilindro que está en contacto con el depósito frío, cediendo parte del calor al depósito frío.
4. Cuando la compresión llega a cierto punto, el cilindro se vuelve a rodear de aislamiento térmico, y el gas se comprime elevando el pistón hasta que su temperatura iguala la del depósito caliente. Después de eso, se retira el aislamiento térmico y el ciclo se repite nuevamente desde la primera fase.

El tema de la lección actual será la consideración de los procesos que ocurren en dispositivos bastante específicos, y no abstractos, como en lecciones anteriores, motores térmicos. Definiremos tales máquinas, describiremos sus componentes principales y el principio de funcionamiento. También durante esta lección, se considerará la cuestión de encontrar la eficiencia: la eficiencia de los motores térmicos, tanto real como máxima posible.

Tema: Fundamentos de la termodinámica
Lección: El principio de funcionamiento de un motor térmico.

El tema de la última lección fue la primera ley de la termodinámica, que establece la relación entre una determinada cantidad de calor que se transfiere a una parte de un gas y el trabajo realizado por este gas durante la expansión. Y ahora es el momento de decir que esta fórmula es de interés no solo para algunos cálculos teóricos, sino también en una aplicación bastante práctica, porque el trabajo de un gas no es más que un trabajo útil, que extraemos cuando usamos motores térmicos.

Definición. motor térmico- un dispositivo en el que la energía interna del combustible se convierte en trabajo mecánico (Fig. 1).

Arroz. 1. Varios ejemplos de motores térmicos (), ()

Como se puede ver en la figura, los motores térmicos son cualquier dispositivo que funcione de acuerdo con el principio anterior, y su diseño varía desde increíblemente simple hasta muy complejo.

Sin excepción, todos los motores térmicos se dividen funcionalmente en tres componentes (ver Fig. 2):

• Calentador
• cuerpo de trabajo
• Nevera

Arroz. 2. Diagrama funcional de un motor térmico ()

El calentador es el proceso de combustión del combustible que, durante la combustión, transfiere una gran cantidad de calor al gas, calentándolo a altas temperaturas. El gas caliente, que es un fluido de trabajo, debido a un aumento de temperatura y, en consecuencia, de presión, se expande, realizando un trabajo. Por supuesto, dado que siempre hay transferencia de calor con la carcasa del motor, el aire ambiente, etc., el trabajo no será numéricamente igual al calor transferido: parte de la energía va al refrigerador, que, por regla general, es el medio ambiente.

La forma más fácil es imaginar que el proceso tiene lugar en un cilindro simple debajo de un pistón móvil (por ejemplo, el cilindro de un motor de combustión interna). Naturalmente, para que el motor funcione y tenga sentido, el proceso debe ocurrir cíclicamente y no una sola vez. Es decir, después de cada expansión, el gas debe volver a su posición original (Fig. 3).

Arroz. 3. Un ejemplo del funcionamiento cíclico de un motor térmico ()

Para que el gas regrese a su posición inicial, es necesario realizar algún trabajo sobre él (el trabajo de fuerzas externas). Y dado que el trabajo del gas es igual al trabajo del gas con el signo opuesto, para que el gas realice un trabajo positivo total durante todo el ciclo (de lo contrario, no tendría sentido en el motor), es necesario que el trabajo de las fuerzas externas sea menor que el trabajo del gas. Es decir, el gráfico del proceso cíclico en coordenadas P-V debería verse como: un bucle cerrado con un bypass en el sentido de las agujas del reloj. Bajo esta condición, el trabajo del gas (en la sección de la gráfica donde aumenta el volumen) es mayor que el trabajo sobre el gas (en la sección donde el volumen disminuye) (Fig. 4).

Arroz. 4. Un ejemplo de un gráfico de un proceso que ocurre en un motor térmico

Dado que estamos hablando de un determinado mecanismo, es imperativo decir cuál es su eficiencia.

Definición. Eficiencia (coeficiente de rendimiento) de un motor térmico- la relación entre el trabajo útil realizado por el fluido de trabajo y la cantidad de calor transferido al cuerpo desde el calentador.

Si tenemos en cuenta la conservación de la energía: la energía que se ha ido del calentador no desaparece en ninguna parte, parte de ella se elimina en forma de trabajo, el resto va al refrigerador:

Obtenemos:

Esta es una expresión para la eficiencia en partes, si necesita obtener el valor de la eficiencia como un porcentaje, debe multiplicar el número resultante por 100. La eficiencia en el sistema de medición SI es un valor adimensional y, como se puede ver en la fórmula , no puede ser más de uno (o 100).

También hay que decir que a esta expresión se le llama rendimiento real o rendimiento de una máquina térmica real (heat engine). Si asumimos que de alguna manera logramos deshacernos por completo de los defectos de diseño del motor, obtendremos un motor ideal y su eficiencia se calculará de acuerdo con la fórmula para la eficiencia de un motor térmico ideal. Esta fórmula fue obtenida por el ingeniero francés Sadi Carnot (Fig. 5):

Un motor térmico (máquina) es un dispositivo que convierte la energía interna del combustible en trabajo mecánico, intercambiando calor con los cuerpos circundantes. La mayoría de los motores modernos de automóviles, aviones, barcos y cohetes están diseñados sobre los principios de un motor térmico. El trabajo se realiza cambiando el volumen de la sustancia de trabajo, y para caracterizar la eficiencia de cualquier tipo de motor se utiliza un valor que se denomina factor de eficiencia (COP).

Cómo funciona un motor térmico

Desde el punto de vista de la termodinámica (una rama de la física que estudia los patrones de transformaciones mutuas de las energías interna y mecánica y la transferencia de energía de un cuerpo a otro), cualquier máquina térmica consta de un calentador, un refrigerador y un fluido de trabajo. .

Arroz. 1. Esquema estructural del motor térmico:.

La primera mención de un prototipo de máquina térmica se refiere a una turbina de vapor, que fue inventada en la antigua Roma (siglo II a. C.). Es cierto que la invención no encontró entonces una amplia aplicación debido a la falta de muchos detalles auxiliares en ese momento. Por ejemplo, en ese momento aún no se había inventado un elemento tan clave para el funcionamiento de cualquier mecanismo como un rodamiento.

El esquema general de operación de cualquier motor térmico se ve así:

• El calentador tiene una temperatura T 1 lo suficientemente alta como para transferir una gran cantidad de calor Q 1 . En la mayoría de los motores térmicos, el calentamiento se obtiene quemando una mezcla de combustible (combustible-oxígeno);
• El fluido de trabajo (vapor o gas) del motor realiza un trabajo útil PERO, por ejemplo, mover un pistón o hacer girar una turbina;
• El frigorífico absorbe parte de la energía del fluido de trabajo. Refrigerador temperatura T 2< Т 1 . То есть, на совершение работы идет только часть теплоты Q 1 .

La máquina térmica (motor) debe trabajar continuamente, por lo que el fluido de trabajo debe volver a su estado original para que su temperatura sea igual a T 1 . Para la continuidad del proceso, la operación de la máquina debe ocurrir cíclicamente, repitiéndose periódicamente. Para crear un mecanismo cíclico, para devolver el fluido de trabajo (gas) a su estado original, se necesita un refrigerador para enfriar el gas durante el proceso de compresión. El frigorífico puede ser la atmósfera (para motores de combustión interna) o agua fría (para turbinas de vapor).

¿Cuál es la eficiencia de un motor térmico?

Para determinar la eficiencia de los motores térmicos, el ingeniero mecánico francés Sadi Carnot en 1824. introdujo el concepto de eficiencia de un motor térmico. La letra griega η se usa para denotar eficiencia. El valor de η se calcula utilizando la fórmula de eficiencia del motor térmico:

$$η=(A\sobre Q1)$$

Como $ A = Q1 - Q2 $, entonces

$η =(1 - Q2\sobre Q1)$

Dado que en todos los motores parte del calor se cede al frigorífico, entonces siempre η< 1 (меньше 100 процентов).

La máxima eficiencia posible de un motor térmico ideal

Como motor térmico ideal, Sadi Carnot propuso una máquina con un gas ideal como fluido de trabajo. El modelo ideal de Carnot funciona en un ciclo (ciclo de Carnot) que consta de dos isotermas y dos adiabáticas.

Arroz. 2. Ciclo de Carnot:.

Recuerdo:

• proceso adiabático Es un proceso termodinámico que ocurre sin intercambio de calor con el ambiente. (Q=0);
• Proceso isotérmico Es un proceso termodinámico que ocurre a una temperatura constante. Dado que la energía interna de un gas ideal depende únicamente de la temperatura, la cantidad de calor transferido al gas q va enteramente al trabajo A (Q = A) .

Sadi Carnot demostró que la máxima eficiencia posible que puede lograr una máquina térmica ideal viene dada por la siguiente fórmula:

$$ηmáx=1-(T2\sobre T1)$$

La fórmula de Carnot le permite calcular la máxima eficiencia posible de un motor térmico. Cuanto mayor sea la diferencia entre las temperaturas del calentador y el refrigerador, mayor será la eficiencia.

¿Cuál es la eficiencia real de los diferentes tipos de motores?

De los ejemplos anteriores se puede ver que los valores de eficiencia más altos (40-50%) son motores de combustión interna (en la versión diesel) y motores a reacción de combustible líquido.

Arroz. 3. Eficacia de los motores térmicos reales:.

¿Qué hemos aprendido?

Entonces, aprendimos qué es la eficiencia del motor. La eficiencia de cualquier motor térmico es siempre inferior al 100 por ciento. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el calentador T 1 y el refrigerador T 2 , mayor será la eficiencia.

Cuestionario de tema

Informe de Evaluación

Puntuación media: 4.2. Calificaciones totales recibidas: 293.