La termodinámica es de gran importancia ya que gracias a esta es posible realizar diversos procesos para obtener trabajo, mediante el cual es posible generar energía que se puede emplear de múltiples maneras. Para esto, es necesario una máquina o sistema que realice un ciclo termodinámico. A continuación podrás aprender más respecto a este tema tan interesante.
¿Qué es un ciclo termodinámico?
Un ciclo termodinámico se define como todos los procesos termodinámicos que se desarrollan dentro de un sistema, pero que tras todas las transformaciones que se dan, vuelve a las condiciones iniciales. De allí a que se denomine ciclo, pues es un proceso que retorna al inicio una y otra vez.
Importancia del ciclo termodinámico
Todo sistema o maquinaria térmica realiza un ciclo termodinámico, siendo este su principio. De este modo obtienen el calor necesario para generar un trabajo y/u obtener energía. Gracias a estos procesos, los motores de los vehículos pueden ponerse en marcha, así como las centrales eléctricas generar energía, entre otros.
Tipos de ciclos termodinámicos
Cabe señalar que el ciclo termodinámico no atraviesa por un mismo proceso, ya que existen diversos tipos de ciclos termodinámicos. Aun así, todos cumplen con el ciclo, es decir, al finalizar, dan comienzo al ciclo nuevamente. Los ciclos más importantes de la termodinámica son el ciclo Carnot, el ciclo Rankine, el ciclo Ericcson y el ciclo Stirling.
Ciclo de Carnot
El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas. En primer lugar, se aporta calor a una fuente de menor energía mediante una expansión isotérmica de temperatura constante. Posteriormente, por una expansión adiabática no hay transferencia de calor y se da un aislamiento térmico.
La tercera etapa es nuevamente un proceso isotérmico, en este caso, una compresión isotérmica. En este punto se genera trabajo gracias a la energía que se recibe del entorno y se libera energía equivalente en forma de calor. Por último, se da una compresión adiabática, llegando a los valores del inicio del ciclo con la diferencia de que no existe transferencia de calor con el exterior.
Ciclo Rankine
Este ciclo surgió para intentar mejorar el ciclo Carnot y así conseguir una mejor relación de trabajo útil frente al trabajo total generado. Este ciclo también se compone de cuatro etapas: evaporación, expansión, condensación y bombeo.
Ciclo Ericsson
El ciclo Ericsson cumple también cuatro fases o etapas. Estas son la fase de compresión isotérmica, la fase de calentamiento isobárico, fase de expansión isotérmica y el enfriamiento isobárico.
Ciclo Stirling
Este ciclo se asemeja al ciclo de Carnot y cumple con cuatro etapas. La primera de ellas es la de compresión isotérmica, seguidamente se da la etapa de expansión isócora, expansión isotérmica y por último la compresión isocórica.
Ciclo Bryton
Por su parte, a este ciclo también se le llama ciclo Joule o ciclo Froude. Este consta de una etapa de compresión adiabática, una de calentamiento isbárico y otra de expansión adiabática. Cabe señalar que estas etapas conforman la forma más sencilla de este ciclo.
Otros ciclos termodinámicos además de los anteriormente señalados son el ciclo de Otto, el ciclo Miller (variación del ciclo de Otto), el ciclo de Atkinson, el ciclo Higroscópico (similar al ciclo Rankine), ciclo Diesel, entre otros más.