Cicle termodinàmic
Es denomina cicle termodinàmic a qualsevol série de processos termodinàmics tals que, al transcurs de tots ells, el sistema retorna al seu estat inicial; és dir, que la variació de les magnituts termodinàmiques pròpies del sistema s'anula.[1]
No obstant, a les variables com el calor o el treball no és aplicable lo anteriorment dit ya que estes no són funcions d'estat del sistema, sino transferències d'energia entre est i el seu entorn. Un fet característic dels cicles termodinàmics és que la primera llei de la termodinàmica dicta que: la suma de calor i treball rebuts pel sistema deu ser igual a la suma de calor i treball realisats pel sistema.
Representació d'un sistema termodinàmic en un diagrama P-V
[editar | editar còdic]
Representat en un diagrama P-V (pressió / volum específic), un cicle termodinàmic adopta la forma d'una curva tancada. En este diagrama el volum d'un sistema és representat en abscisses i la pressió en ordenades de manera que com es té que el treball per canvi de volum (o en general, si no s'usa una roda de paleta o procediment similar) és igual a l'àrea descrita entre la llínea que representa el procés i l'eix d'abscisses.
El sentit d'alvanç, indicat per les puntes de flecha, nos indica si l'increment de volum és positiu (cap a la dreta) o negatiu (cap a l'esquerra) i, com a conseqüència, si el treball és positiu o negatiu, respectivament.
Per lo tant, es pot concloure que l'àrea tancada per la curva que representa un cicle termodinàmic en este diagrama, indica el treball total realisat (en un cicle complet) pel sistema, si este alvança en sentit horari o, pel contrari, el treball total eixercit sobre el sistema si ho fa en sentit antihorario.
Usos pràctics dels sistemes termodinàmics
[editar | editar còdic]Obtenció de treball
[editar | editar còdic]- Artícul principal → Motor tèrmic.
L'obtenció de treball a partir de dos fonts tèrmiques a distinta temperatura s'ampra per a produir moviment, per eixemple en els motors o en els alternadors amprats en la generació d'energia elèctrica. El rendiment és el principal paràmetro que caracterisa a un cicle termodinàmic, i es definix com el treball obtingut dividit per la calor gastada en el procés, en un mateix temps de cicle complet si el procés és continu.
Este paràmetro és diferent segons els múltiples tipos de cicles termodinàmics que existixen, pero està llimitat pel factor o rendiment del Cicle de Carnot.
Generalment, el decorregut empleat és aigua, encara que es poden amprar atres substàncies. Per eixemple, el motor Ericsson ampra aire. Quan la temperatura que alcança el foc calent no és massa elevada (aproximadament menys de 300 °C), com en centrals termosolares de baixa potència o en centrals geotèrmiques, l'us de decorreguts orgànics, fent us del cicle Rankine orgànic, proporciona un major rendiment.[2] Per a centrals termosolares de gran tamany, en canvi, s'estan desenrollant mescles de diòxit de carbono supercríticas.[3]
Aporte de treball
[editar | editar còdic]
- Artícul principal → Bomba tèrmica.
Un cicle termodinàmic invers busca lo contrari al cicle termodinàmic d'obtenció de treball. S'aporta treball extern al cicle per a conseguir que la transferència de calor es produïxca de la font més freda a la més calenta, al revés de com succeiria naturalment. Esta disposició s'ampra en les màquines d'aire acondicionat i en refrigeració.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Cengel, Yunus A. (2012). Termodinàmica, McGRAW-HILL/INTERAMERICANA EDITORES. ISBN 978-607-15-0743-3.
- ↑ (2016).Universitat Nacional d'Educació a Distància.
- ↑ Applied Sciences.10(15)
- 5049.ISSN 2076-3417.doi:10.3390/app10155049.Consultat el 2022-12-22.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Ciclo termodinámico» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.