Tema 6 - EL SEGUNDO PRINCIPIO - Tecnun

6.14 Tema 6 - El Segundo Principioa) No tiene irreversibilidades internas: los cuatro procesos (dos isotermos y dos adiabáticos)se supone que son internamente reversibles.b) No tiene irreversibilidades externas: los procesos isotermos de intercambio de calorse realizan a la misma temperatura que los focos respectivos.El ciclo de Carnot es un ciclo ideal, irrealizable, pero que se puede usar como comparacióncon otros ciclos. Por ser totalmente reversible, es el de máximo rendimiento entredos focos dados (primer corolario de Carnot). Además, por ser totalmente reversible,tiene siempre el mismo rendimiento entre dos focos dados, sea cual sea el tamaño, tipode fluido de trabajo, etc. (segundo corolario de Carnot). Es posible imaginar ciclos deCarnot en sistema abierto o cerrado, con un gas, un líquido o un fluido bifásico, etc.Algunos son más fáciles de imaginar que otros. Se plantean a continuación varios ejemplos:6.1 CICLO DE CARNOT CON GAS IDEAL, SISTEMA CERRADOEl ciclo de Carnot en sistema cerrado se puede llevar a cabo con cuatro etapas como lasindicadas en la Figura 6.11, con cualquier sustancia compresible (no necesariamente ungas):• Se parte de un estado inicial (1) a la misma temperatura que el foco a T f , y enequilibrio térmico con el foco (es decir, T 1 =T f ); se comprime el fluido de maneracuasiestática, aumentando la presión hasta P 2 . El fluido cede calor Q 12 al foco aT f para mantenerse a esa temperatura (en equilibrio con el foco).• Se cambia la pared diatérmica por una adiabática; continúa la compresión, peroesta vez adiabática hasta P 3 . El fluido alcanza la temperatura T c .• Pared diatérmica. Expansión en la que se mantiene la temperatura constante a T cgracias al equilibrio con el foco a T c . Intercambia un calor Q 34 con el foco a T c .• Pared adiabática. Expansión adiabática. Se alcanza de nuevo el estado inicial.1Compresiónisoterma a Tf2Compresiónadiabática3Expansiónisoterma a Tc4Expansiónadiabática1Focoa TfFocoa TcFigura 6.11 – Esquema de las cuatro etapas de un ciclo de Carnot en sistema cerrado:compresión isoterma refrigerada por T f , compresión adiabática, expansión isotermacalentada por T c y expansión adiabática. El fluido de trabajo puede ser cualquiersustancia compresible, no necesariamente un gas.