Tema 6 - EL SEGUNDO PRINCIPIO - Universidad de Navarra

Tf
1
.
Qf
2
El ciclo de Carnot 127
.
Qc
Tc
3 4
Figura 6.13 – Diagrama de flujo de un ciclo de Carnot que opera en régimen estacionario:
compresor isotermo refrigerado por Tf, compresor adiabático, turbina isoterma
calentada por Tc y turbina adiabática. El fluido de trabajo puede ser cualquier
gas, no necesariamente ideal.
Aplicando el 1 er Principio para sistemas abiertos en régimen estacionario y proceso isotermo:
Q12 = W12 y Q34 = W34
Por ser procesos reversibles ∫ − = W 12 vdP , y por ser gas ideal v=RT/P.
De aquí se llega a:
P
1
2
2
W12 = −RT
f ln , e idénticamente W34 = −RTc
P1
P2
RT f ln
P1
Sustituyendo en la expresión del rendimiento: η = 1+
P4
RTc
ln
P
3
P4
ln
P
A partir de aquí la demostración es idéntica que para el caso anterior de sistema cerrado,
gas ideal.
6.3 CICLO DE CARNOT CON FLUIDO BIFÁSICO, SISTEMA ABIERTO
Una tercera posibilidad de realizar en la práctica cuatro etapas totalmente reversibles
según el ciclo de Carnot es con un fluido bifásico. Aquí aprovechamos el hecho de que
es posible un proceso de calentamiento isotermo si se trata de la ebullición isobara de
una sustancia pura; igualmente, se puede obtener un enfriamiento isotermo en una condensación
isobara.
3
.
Wn