¿Has oído hablar del Ciclo de Carnot y deseas saber qué es? A continuación te ofreceremos información detallada de este tema en donde aprenderás de él y sus etapas.
¿ Qué es el Ciclo de Carnot ?
Como el nombre lo indica el Ciclo de Carnot es un ciclo, además termodinámico, por lo cual es producido en una máquina o equipo al momento de trabajar en donde absorbe una cantidad de calor proveniente de una fuente con mayor temperatura en la que cede el calor a otra máquina de menor temperatura, así logrando producir un trabajo sobre el exterior. La máquina térmica que hace este ciclo se le llama máquina de Carnot.
Como la totalidad de estos procesos que se producen en el ciclo ideal son reversibles hace posible que dicho ciclo pueda invertirse y por ende la máquina absorberá el calor de la fuente que está fría y podrá ceder calor a la fuente caliente, por lo que le suministrará trabajo a la otra máquina.
Etapas del Ciclo de Carnot
Las etapas en el Ciclo de Carnot constan de cuatro partes. Dos de estas etapas son procesos isotermos, es decir, a temperatura constante, y dos son adiabáticos, o sea, aislados térmicamente.
Fases del Ciclo
- Fase de la expansión isoterma: Esta se refiere a la situación en la que el gas está al mínimo volumen de dicho ciclo y a la temperatura de la fuente caliente. Cuando se encuentra en este estado es transferido el calor al cilindro desde la fuente de temperatura logrando que el gas se expanda. Cuando esto sucede, la tendencia del gas es la de enfriarse, sin embargo, puede absorber calor y mantener su temperatura constante.
- Fase de la expansión adiabática: La expansión adiabática logra hacer que el gas se enfríe hasta que alcance la temperatura exacta cuando este ha alcanzado su máximo volumen, cuando se enfría se disminuye su energía interna.
- Fase de la compresión isoterma: En este caso, se pone en contacto la fuente de calor y el gas comenzará a comprimirse, sin embargo, no aumenta la temperatura del mismo porque este cede calor a la fuente fría. Como no cambia la temperatura de este, tampoco cambia la energía interna.
- Fase de la compresión adiabática: Si se aísla térmicamente, el sistema va a evolucionar comprimiéndose y por ello va a aumentar su temperatura hasta el estado en que se encontraba inicialmente. Con ello se logra aumentar la energía interna pero no hay calor en el mismo.
Teoremas del Ciclo de Carnot
- No puede haber una máquina térmica que esté funcionando entre dos fuentes térmicas específicas que tenga un mayor rendimiento que una del ciclo de Carnot y que pueda funcionar entre las mismas fuentes térmicas ya descritas.
- 2 Máquinas que son reversibles trabajando entre las mismas fuentes térmicas, así teniendo un rendimiento igual.
Resumen del ciclo y su explicacion
- Lasmáquinas que usan el Ciclo de Carnot son ideales ya que usan calor para hacer algún trabajo. Dentro de esta hay un gas sobre el que es ejercido un proceso cíclico en donde se expande y se comprime entre dos temperaturas.
- El Ciclo de Carnot es también usado en los sistemas de enfriamiento, como en neveras o aires acondicionados por el efecto que surge de las diferentes temperaturas tanto de la fuente de calor como la fría. Usando el gas para el mismo logran producir frío que es usado en los aparatos antes mencionados. También se le usa en la ingeniería en los diferentes procesos donde es útil para el trabajo.
Importancia del ciclo de Carnot
- La importancia que tiene el Ciclo de Carnot está en el hecho de que varios procesos termodinámicos se logran dividir en ciclos.
- Este proceso puede ser usado en una variedad de máquinas útiles en la industria y que han logrado cambiar la forma de realizar trabajos dentro de las mismas.
- En la actualidad se sigue usando este ciclo por ser una manera capaz de lograr efectos ambiguos útiles en las empresas.
Esquema del Ciclo de Carnot
Este es el esquema de una máquina de Carnot. Esta logra absorber calor desde la fuente caliente, representada como T1, y le cede calor a la fuente fría, representada como T2, en la que hace que produzca trabajo. A continuación te damos el esquema para que verifiques lo antes descrito:
Como hemos analizado, el ciclo de Carnot tiene la utilidad de generar calor o frío en lo que se puede dar uso para diferentes artefactos o máquinas en el hogar o la industria.
