Fisica General Burbano

352 PRIMER Y SEGUNDO PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA
comunica la presión p 1
de la caldera y el agua pasa a ésta conservando prácticamente su volumen
(V 2
) y su temperatura (T 2
), el punto representativo es el B; en la caldera se calienta a presión constante
(p 1
) hasta adquirir la temperatura de la caldera (T 1
), (punto C). El agua líquida se transforma
en vapor (C a D), conservando su temperatura y presión; CD es la rama recta del diagrama de licuefacción,
es decir, C y D pertenecen a la curva límite de saturación. El vapor penetra en el cilindro
y empujando el pistón (carrera de trabajo) experimenta una expansión adiabática (DE) hasta
adquirir la temperatura T 2
del refrigerante, pasando a éste por la correspondiente válvula de escape
y licuándose (EA) cerrándose así el ciclo.
Fig. XVI-21.– Turbina de vapor.
Fig. XVI-23.– Ciclo de Otto.
TURBINA DE VAPOR: De mejor rendimiento que la «máquina de vapor» es la «turbina de vapor»
(Fig. XVI-21), en ella hay un mayor aprovechamiento de la potencia calorífica del combustible y,
por tanto, una mayor economía.
El vapor a presión, producido en la caldera y conducido por tubos, va a incidir contra las paletas
de una rueda giratoria; la forma de éstas y la inclinación con que llega a ellas el vapor, hace
que la rueda se ponga en movimiento, por la misma razón que gira un «moliente» de papel o las
aspas de un molino de viento.
Para el mejor rendimiento de la máquina se superponen varias coronas giratorias unidas al
mismo eje; entre cada dos de ellas hay una corona fija, que sirve para conducir al vapor en la dirección
adecuada para producir el giro de la siguiente rueda giratoria.
Se emplea la turbina de vapor, entre otros usos, para provocar el giro del rotor de las dinamos
en las plantas de producción de electricidad (centrales térmicas y termonucleares).
XVI – 27. Motores de explosión. Ciclo de Otto
En los motores de explosión el foco caliente y el vehículo del calor son una mezcla de aire y
finísimas gotas de combustible (gasolina) y vapor del mismo originada en el carburador. La mezcla
explosiva pasa a un cilindro al originarse un retroceso de su émbolo (aspiración o admisión) estando
abierta una válvula A (Fig. XVI-22) que comunica el cilindro con el carburador. Cerrada esta
válvula el émbolo retrocede (compresión) y cuando está al límite de su retroceso una bujía eléctrica
hace saltar la chispa que provoca la combustión de la mezcla (explosión) y el retroceso del émbolo
por efecto de la dilatación de los gases de combustión (expansión); un nuevo avance del émbolo
y la apertura de una válvula (B) que comunica el cilindro con el exterior, que funciona como
foco frío, provocan la salida de los gases a la atmósfera (escape).
Fig. XVI-22.– Motor de explosión de cuatro tiempos.
De los cuatro tiempos descritos el único que funciona como motor es la explosión y expansión;
el movimiento en los demás tiempos del pistón es consecuencia de la inercia de un volante.
Se acoplan varios cilindros articulados al mismo árbol de forma que sus fases vayan en un orden
determinado.
CICLO DE OTTO: es el ciclo de un motor de explosión de cuatro tiempo (Fig. XVI-23):
1. Aspiración: en el punto C el pistón se encuentra al extremo de su carrera; después de haber
sido expulsados los gases quemados por la válvula B, ésta se cierra abriéndose la válvula A
y el pistón retrocede a presión constante penetrando la mezcla. Al final de la carrera CD, el
cilindro está lleno de los gases de combustión.
2. Compresión: el avance del pistón (hacia la izquierda de la figura) comprime la mezcla gaseosa,
ya que las dos válvulas están cerradas; este proceso queda representado por la
adiabática DE; la temperatura de los gases aumenta.
3. Explosión y expansión: en E salta la chispa que provoca la combustión de los gases; la presión
y la temperatura aumentan bruscamente (isocora EF). El exceso de presión provoca el
movimiento del émbolo (adiabática FG) con el consiguiente descenso de la temperatura.
4. Escape: abierta la válvula B, los gases salen al exterior, disminuyendo así la presión del interior
del cilindro (isocora GD); el movimiento del pistón (hacia la izquierda) barre los gases
del cilindro y los expulsa al exterior (isobara DC).
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