CAPITULO 15. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA Y ... - DGEO

Cap. 15. Segunda ley de la termodinámica15.4.1 Eficiencia de una máquina de Carnot.El trabajo neto realizado en el proceso cíclico reversible de Carnot es igual alárea encerrada por la trayectoria ABCDA en el diagrama PV de la figura 15.5.Este trabajo neto es igual al calor neto transferido al sistema, Q C – Q F , ya queel cambio de energía interna es cero. Además la eficiencia térmica de una máquinaestá dada por la ecuación 15.2:W Qe = = 1 −Q QCFCEn el ejemplo 15.2 se demostró que para un ciclo de Carnot, la razón de loscalores Q F /Q C es:QFT =F(15.3)QCTCPor lo tanto, la eficiencia térmica e C de una máquina de Carnot, está dada porla expresión:eCTTF= 1 −(15.4)CDe acuerdo con este resultado, todas las máquinas de Carnot que operen entrelas dos mismas temperaturas de manera reversible tienen la misma eficiencia.A partir del ciclo de Carnot, se tiene que la eficiencia de cualquiermáquina reversible que opere en un ciclo entre dos temperaturas, es mayorque la eficiencia de cualquier máquina irreversible (real) que opere entrelas dos mismas temperaturas.De acuerdo a este resultado, la eficiencia es cero si T C = T F . La eficienciaaumenta a medida que T F disminuye y aumenta T C . La eficiencia sólo puedeser igual a 100% si T F = 0. No es posible tener una fuente fría con esa tempe-439