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3. EL VAPOR Y LA ENERGÍA
Como puede verse planteaba un ciclo cerrado, es decir propio de máquinas reversibles.
En una primera parte ”había producción de una cierta potencia motriz y
el transporte del calórico del cuerpo A al B” y en la segunda la “consumición de
potencia motriz y la vuelta del calórico del cuerpo B al A.”
Este funcionamiento ideal se conoce como CICLO DE CARNOT y queda reflejado en
el diagrama presión/volumen, con dos curvas isotermas y dos adiabáticas, ideado
por Clapeyron en 1834, que se aprecia en la figura.
El tramo 1-2 corresponde a la expansión isotérmica en la que el vapor aumenta
de volumen a la temperatura t1. La expansión adiabática 2-3 se produce cuando
el cilindro está sobre el cuerpo frío B y corresponde a la obtención del trabajo
hasta que alcanza la temperatura t de B. El tramo 3-4 es la compresión, aportando
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trabajo a la temperatura t2 y el 4-1 es la compresión adiabática hasta alcanzar el
estado inicial. En un proceso reversible el trabajo exterior realizado es el área
del ciclo.
Analiza también la diferencia entre los planteamientos teóricos y los reales. En las
máquinas de vapor de entonces se conseguía un salto de temperatura de 120°, entre
los 160° del vapor y los 40° del condensador, cuando en una caldera se podía llegar
a unos 1.000° y el agua de refrigeración podía estar a 10°. Para conseguir aprovechar
ese salto de casi 1.000° plantea hacerlo “a presiones sucesivas muy variables, muy
diferentes unas de otras y progresivamente decrecientes.” Planea que se aproveche
el salto con dos cilindros de modo que “en el segundo se aproveche el vapor que ya
ha actuado en el primero”. Incluso ese reducido salto de 120° tenía un rendimiento
de tan solo un veinteavo de la energía del carbón utilizado.
Como puede verse, además de los fundamentos teóricos de la termodinámica,
muchos de los planteamientos prácticos de Carnot se aplican en las centrales
térmicas de hoy día.
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