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PROCESO ADIABATICO
En termodinámica se designa como proceso adiabático a
  aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que
realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un
  proceso adiabático que es además reversible se conoce
 como proceso isoentrópico. El extremo opuesto, en el que
tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que
         la temperatura permanezca constante, se
                denomina proceso isotérmico.

   El término adiabático hace referencia a elementos que
impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared
aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro
ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la
temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera
             pérdida de calor hacia el entorno.

Procesos ISO
Son los procesos cuyas magnitudes permanecen "constantes", es decir que el sistema
 cambia manteniendo cierta proporcionalidad en su transformación. Se les asigna el
                                   prefijo iso-.

                                         Ejemplo:

                       Isotérmico: proceso a temperatura constante.
                           Isobárico: proceso a presión constante.
                   Isométrico o isocórico: proceso a volumen constante.
Proceso isocórico
     Un proceso isocórico, también llamado como abraham proceso isométrico o
    isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece
constante;               . Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen,
ya que éste se define como                    , donde      es la presión (el trabajo es
                    positivo, ya que es ejercido por el sistema).

   Aplicando la primera ley de la termodinámica,
podemos deducir que       , el cambio de la energía
            interna del sistema es:



Para un proceso isocórico: es decir, todo el calor que
   transfiramos al sistema se sumará a su energía
interna,    . Si la cantidad de gas permanece constante, entonces el incremento de
               energía será proporcional al incremento de temperatura,




Donde        es el calor específico molar a volumen constante. En un diagrama P-V, un
                  proceso isocórico aparece como una línea vertical.

                              Cálculo del Trabajo (W)
     Puesto que no existe desplazamiento, el trabajo realizado por el gas es nulo.




                Cálculo de la Variación de la Energía Interna (ΔU)
    Aplicando la primera ley de la termodinámica, podemos deducir que ΔU, el cambio
                           de la energía interna del sistema, es:




                    Para un proceso isocórico, es decir a volumen constante, todo
               el calor que transfiramos al sistema aumentará a su energía interna U.

                             Cálculo del calor entregado
               Si la cantidad de gas permanece constante, entonces el incremento de
                       energía será proporcional al incremento de temperatura,



                       Donde CV es el calor específico molar a volumen constante.

Proceso isobárico

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que
   ocurre a presión constante. La Primera Ley de la
Termodinámica, para este caso, queda expresada como
                        sigue:


                                       ,
Donde:

                                         = Calor transferido.
                                         = Energía Interna.
                                             = Presión.
                                             = Volumen.
                   En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea
                                             horizontal.
Proceso isotérmico

      Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en
  un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el
    sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en contacto permanente con
un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el
  gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la
 misma temperatura que el gas; este otro sistema se
 conoce como foco calórico. De esta manera, el calor
se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas
   se expanda realizando trabajo. Como la energía
       interna de un gas ideal sólo depende de la
    temperatura y ésta permanece constante en la
expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual
         al trabajo realizado por el gas: Q = W.

      Una curva isoterma es una línea que sobre
un diagrama representa los valores sucesivos de las
   diversas variables de un sistema en un proceso
     isotermo. Las isotermas de un gas ideal en
un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son
              hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.

                                 Ciclos termodinámicos

 Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos
      termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos,
el sistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de
    las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.

 No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable
lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones de estado del
  sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno.
    Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que
la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por
  el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema.

Ciclo carnot

El ciclo de Carnot se produce cuando un equipo que trabaja absorbiendo una cantidad
     de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja
temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido,
                                como en todo ciclo, por




 y, como se verá adelante, es mayor que
      cualquier máquina que funcione
cíclicamente entre las mismas fuentes de
 temperatura. Una máquina térmica que
realiza este ciclo se denomina máquina de
                  Carnot.

Como todos los procesos que tienen lugar
 en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo
  puede invertirse. Entonces la máquina
  absorbe calor de la fuente fría y cede
 calor a la fuente caliente, teniendo que
  suministrar trabajo a la máquina. Si el
objetivo de esta máquina es extraer calor
 de la fuente fría se denomina máquina frigorífica, y si es extraer calor de la fuente
                                 caliente, bomba de calor.

Ciclo Otto

  El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión
 interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una
      primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante.

Ciclo de dos carreras: El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales no participan
      en el ciclo termodinámico del fluido operante pero son fundamentales para
                          la renovación de la carga del mismo:

                  E-A: admisión a presión constante (renovación de la carga)
                                A-B: compresión isoentrópica
        B-C: combustión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva
                      rápidamente antes de comenzar el tiempo útil
        C-D: fuerza, expansión isoentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo
    D-A: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante
      A-E: Escape, vaciado de la cámara a presión constante (renovación de la carga)
   Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos
tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este último, junto con el motor diésel, es el
más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho
                         menos que el motor de dos tiempos.

                        Artículo principal: Ciclo de cuatro tiempos.

        1. Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI y la válvula de
               admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla
         de combustible y aire hacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de
                                        forma gaseosa).
      2. Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve
          hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón
                llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.
               3. Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla,
            liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del
                   pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía
           química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón.
              Él la trasmite a la biela, y la biela la
            trasmite al cigüeñal, de donde se toma
                        para su utilización.
        4. En la cuarta fase se abre la válvula de
          escape y el pistón se mueve hacia el PMS,
         expulsando los gases producidos durante la
           combustión y quedando preparado para
          empezar un nuevo ciclo (renovación de la
                            carga)
  Para mejorar el llenado del cilindro, también se
   utilizan sistemas de sobrealimentación, ya sea
       mediante empleo del turbo compresor o
   mediante compresores volumétricos o también
llamados compresores de desplazamiento positivo.



                                       Ciclo diesel

El ciclo del motor diesel lento (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a la
realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un
motor Diesel, en el que se omiten las fases de renovación de la carga., y se asume que
el fluido termodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire. Además, se
   acepta que todos los procesos son ideales y reversibles, y que se realizan sobre el
 mismo fluido. Aunque todo ello lleva a un modelo muy aproximado del comportamiento
  real del motor, permite al menos extraer una serie de conclusiones cualitativas con
respecto a este tipo de motores. No hay que olvidar que los grandes motores marinos
                  y de tracción ferroviaria son del ciclo de 2 tiempos.

Consta de las siguientes fases:

Compresión, proceso 1-2: es un proceso de compresión adiabática reversible
(isentrópica)
Combustión, proceso 2-3: en esta idealización, el aporte de calor Qp se simplifica por
un proceso isóbaro (a presión constante).

Explosión/Expansión, proceso 3-4: se
simplifica por una expansión
isentrópica (adiabática) del fluido
termodinámico, hasta el volumen específico
que se tenía al inicio de la compresión.

Última etapa, proceso 4-1: esta etapa es
un proceso isocórico (escape) es decir
a volumen constante.

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  • 1. PROCESO ADIABATICO En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isoentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina proceso isotérmico. El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. Procesos ISO Son los procesos cuyas magnitudes permanecen "constantes", es decir que el sistema cambia manteniendo cierta proporcionalidad en su transformación. Se les asigna el prefijo iso-. Ejemplo:  Isotérmico: proceso a temperatura constante.  Isobárico: proceso a presión constante.  Isométrico o isocórico: proceso a volumen constante. Proceso isocórico Un proceso isocórico, también llamado como abraham proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; . Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como , donde es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema). Aplicando la primera ley de la termodinámica, podemos deducir que , el cambio de la energía interna del sistema es: Para un proceso isocórico: es decir, todo el calor que transfiramos al sistema se sumará a su energía
  • 2. interna, . Si la cantidad de gas permanece constante, entonces el incremento de energía será proporcional al incremento de temperatura, Donde es el calor específico molar a volumen constante. En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical. Cálculo del Trabajo (W) Puesto que no existe desplazamiento, el trabajo realizado por el gas es nulo. Cálculo de la Variación de la Energía Interna (ΔU) Aplicando la primera ley de la termodinámica, podemos deducir que ΔU, el cambio de la energía interna del sistema, es: Para un proceso isocórico, es decir a volumen constante, todo el calor que transfiramos al sistema aumentará a su energía interna U. Cálculo del calor entregado Si la cantidad de gas permanece constante, entonces el incremento de energía será proporcional al incremento de temperatura, Donde CV es el calor específico molar a volumen constante. Proceso isobárico Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso, queda expresada como sigue: ,
  • 3. Donde: = Calor transferido. = Energía Interna. = Presión. = Volumen. En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal. Proceso isotérmico Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en contacto permanente con un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco calórico. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W. Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante. Ciclos termodinámicos Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regrese a su estado inicial; es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula. No obstante, a variables como el calor o el trabajo no es aplicable lo anteriormente dicho ya que éstas no son funciones de estado del sistema, sino transferencias de energía entre éste y su entorno. Un hecho característico de los ciclos termodinámicos es que
  • 4. la primera ley de la termodinámica dicta que: la suma de calor y trabajo recibidos por el sistema debe de ser igual a la suma de calor y trabajo realizados por el sistema. Ciclo carnot El ciclo de Carnot se produce cuando un equipo que trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo, por y, como se verá adelante, es mayor que cualquier máquina que funcione cíclicamente entre las mismas fuentes de temperatura. Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot. Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo puede invertirse. Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina. Si el objetivo de esta máquina es extraer calor de la fuente fría se denomina máquina frigorífica, y si es extraer calor de la fuente caliente, bomba de calor. Ciclo Otto El ciclo Otto es el ciclo termodinámico que se aplica en los motores de combustión interna de encendido provocado (motores de gasolina). Se caracteriza porque en una primera aproximación teórica, todo el calor se aporta a volumen constante. Ciclo de dos carreras: El ciclo consta de seis procesos, dos de los cuales no participan en el ciclo termodinámico del fluido operante pero son fundamentales para la renovación de la carga del mismo:  E-A: admisión a presión constante (renovación de la carga)  A-B: compresión isoentrópica  B-C: combustión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva rápidamente antes de comenzar el tiempo útil  C-D: fuerza, expansión isoentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo
  • 5. D-A: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante  A-E: Escape, vaciado de la cámara a presión constante (renovación de la carga) Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este último, junto con el motor diésel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos. Artículo principal: Ciclo de cuatro tiempos. 1. Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro (esto no significa que entre de forma gaseosa). 2. Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla. 3. Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón. Él la trasmite a la biela, y la biela la trasmite al cigüeñal, de donde se toma para su utilización. 4. En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo (renovación de la carga) Para mejorar el llenado del cilindro, también se utilizan sistemas de sobrealimentación, ya sea mediante empleo del turbo compresor o mediante compresores volumétricos o también llamados compresores de desplazamiento positivo. Ciclo diesel El ciclo del motor diesel lento (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a la realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un motor Diesel, en el que se omiten las fases de renovación de la carga., y se asume que
  • 6. el fluido termodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire. Además, se acepta que todos los procesos son ideales y reversibles, y que se realizan sobre el mismo fluido. Aunque todo ello lleva a un modelo muy aproximado del comportamiento real del motor, permite al menos extraer una serie de conclusiones cualitativas con respecto a este tipo de motores. No hay que olvidar que los grandes motores marinos y de tracción ferroviaria son del ciclo de 2 tiempos. Consta de las siguientes fases: Compresión, proceso 1-2: es un proceso de compresión adiabática reversible (isentrópica) Combustión, proceso 2-3: en esta idealización, el aporte de calor Qp se simplifica por un proceso isóbaro (a presión constante). Explosión/Expansión, proceso 3-4: se simplifica por una expansión isentrópica (adiabática) del fluido termodinámico, hasta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión. Última etapa, proceso 4-1: esta etapa es un proceso isocórico (escape) es decir a volumen constante.