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20.12 Máquinas de combustión interna 417 Figura 20.14 El ciclo de Otto de un m otor de gasolina de cuatro tiempos. se reduce. En el punto b se enciende la mezcla, con lo que se suministra una cantidad de calor
41S Capítulo 20 Termodinámica 2 e n t Figura 20.15 El ciclo diésel ideal. Un segundo tipo de máquina de combustión interna es la diésel. En ella el aire se comprime a alta temperatura y presión hasta cerca del extremo superior del cilindro. El combustible diésel que se inyecta en el cilindro en este punto, se enciende y empuja el pistón hacia abajo. El ciclo diésel ideal se muestra en el diagrama P-V en la figura 20.15. Empezando en a, se comprime el aire adiabáticamente hasta el punto b, donde se inyecta el combustible diésel. Este combustible se enciende por el aire caliente, liberando una cantidad de calor Qema una presión casi constante (línea be). El resto de la fase de trabajo consiste en una dilatación adiabática hasta el punto d, realizando trabajo externo. Durante las fases de admisión y expulsión, el gas se enfría a volumen constante hasta el punto a, perdiendo una cantidad de calor Q La eficiencia de una máquina diésel está en función de la razón de compresión (V/V,) y de la razón de expansión (V /V ). Refrigeración Se puede pensar que un refrigerador es una máquina térmica que opera en sentido inverso. Un esquema de un refrigerador aparece en la figura 20.16. Durante cada ciclo, un compresor o un dispositivo similar proporciona trabajo mecánico W al sistema, extrayendo una cantidad de calor Q de un depósito frío y cediendo una cantidad de calor Qc¡¡¡ a un depósito caliente. De acuerdo con la primera ley, el trabajo de entrada está dado por Temperatura alta Scalor í T .. J calor Máquina térmica,- AW- £2calor- Qfrú Qfrío | ^frío W = G calor - 2 frí0 La eficiencia de cualquier refrigerador se determina por la cantidad de calor QMq extraída con el mínimo gasto de trabajo mecánico W. De este modo, la razón QítíJW es una medida de la eficiencia de enfriamiento del refrigerador y se le llama su coeficiente de rendimiento K. Simbólicamente, K = Q frío Qfrío ^ £2calor Qfrío La eficiencia máxima puede expresarse en términos de temperaturas absolutas: (20.11) l^ 'c n ip c u tlu i'a baja Figura 20.16 D iagram a de un refrigerador. K = T frío (20.12)
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Física, conceptos y aplicaciones S
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Para Jared Andrew Tippens y Elizabe
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Prefacio xiii Capítulo 1 Introducc
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PARTE I Meca nica Introducción Cen
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¿Cómo estudiar física? 3 ¿Q ué
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¿Cómo estudiar física? 5 planifi
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2.1 Números con signo 7 3. Resolve
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2.1 Números con signo 9 Solución:
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2.2 Repaso de álgebra 11 Con frecu
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2.30. Un metal se dilata cuando se
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3.8 Suma o adición de vectores por
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3.11 Trigonometría y vectores 53 q
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3.12 El m étodo de las componentes
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3.27. Se necesita un empuje vertica
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Preguntas para !a reflexión críti
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4.6 Solución de problemas de equil
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4.7 Fricción 79 WK A ^a 60( w, ^lv
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Momento de torsión y equilibrio ro
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6.9 Proyección horizontal 127 Las
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Preguntas de repaso 6.1. Explique c
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Segunda ley de Newton El transborda
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Problemas Sección 7.1 Segunda ley
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Trabajo, energía y potencia La Nin
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8.8 Potencia 171 4. La energía tot
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alta del plano inclinado si fik = 0
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Impulso y cantidad de movimiento El
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9.3 Choques elásticos e inelástic
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a 3 m /s y la pelota reduce su velo
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Máquinas simples Las máquinas sim
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esumen y repaso Resumen En la indus
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sección transversal de un cilindro
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Movimiento armónico simple Un tram
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magnitud y la dirección de la acel
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Los globos aerostáticos usan aire
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15.1 Densidad 303 m — 11.3 i Plom
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15.4 M edición de la presión 309
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Resumen Hemos presentado aquí los
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Temperatura y dilatación La temper
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28.3. ¿Qué significa la diferenci
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Los instrumentos para obtener imág
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29.4 Densidad de flujo y permeabili
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Resumen Hemos visto que ios campos
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Sección 29.6 La fuerza sobre una c
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Fuerza y momentos de torsión en un
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30.6 El motor de cd 595 Un galvanó
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Resumen El momento magnético de la
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tir ese aparato en un instrumento c
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Inducción electromagnética Las im
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31.1 Ley de Faraday 603 Figura 3 1
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Resumen La inducción electromagné
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31.4. El flujo magnético que enlaz
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Objetivos Cuando term ine de estudi
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32.1 El condensador 625 En un circu
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Resumen La investigación sobre la
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Reflexión y espejos La luz láser
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Preguntas de repaso Comente esta af
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no invertida de 5 cm de altura, ¿c
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36.7. Un objeto se desplaza desde l
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Preguntas para la reflexión críti
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tensidad I del haz transmitido por
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Espejo móvil X *37.31. Las luces p
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38.7. ¿Qué masa se requiere para
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Problemas Tome como referencia la t
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Figura 3. Definiciones y variables.
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