Termodinamica - Cengel 7th - espanhol

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LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
6-5 ■ MÁQUINAS DE MOVIMIENTO PERPETUO
Se ha expresado varias veces que un proceso no se puede llevar a cabo a
menos que cumpla con las leyes primera y segunda de la termodinámica.
Cualquier dispositivo que viola alguna de las dos leyes se llama máquina de
movimiento perpetuo y, a pesar de numerosos intentos, no se sabe de alguna
máquina de este tipo que haya funcionado. Pero esto no ha impedido que los
inventores intenten crear nuevas.
Un dispositivo que viola la primera ley de la termodinámica (al crear energía)
se llama máquina de movimiento perpetuo de primera clase (MMP1)
y otro que viola la segunda ley se llama máquina de movimiento perpetuo
de segunda clase (MMP2).
Considere la central eléctrica de vapor mostrada en la figura 6-28. Se propone
calentar vapor mediante calentadores de resistencia colocados dentro de
una caldera, en lugar de usar la energía que proporcionan los combustibles
fósiles o nucleares. Parte de la electricidad generada en la planta se usará para
alimentar los calentadores así como la bomba, mientras que el resto se suministrará
a la red eléctrica como salida neta de trabajo. El inventor afirma que
una vez encendido el sistema, esta central de energía producirá electricidad de
forma indefinida sin requerir ninguna entrada de energía del exterior.
Frontera del sistema
·
W neto,salida
Caldera
Calentador de resistencia
Bomba
Turbina
FIGURA 6-28
Máquina de movimiento perpetuo que
viola la primera ley de la termodinámica
(MMP1).
Condensador Generador
·
Q salida
Pues bien, se tiene un invento que resolvería el problema mundial de energía,
si funciona, por supuesto. Un examen cuidadoso de este invento revela
que el sistema delimitado por el área sombreada suministra energía hacia
el exterior en forma constante a una tasa de Q . salida W . neto,salida sin recibir
ninguna energía. Es decir, este sistema crea energía a una tasa de Q . salida
W . neto,salida, lo que es claramente una violación de la primera ley. Por lo tanto,
este maravilloso dispositivo no es otra cosa que una MMP1 y no merece más
consideración.
Ahora se toma en cuenta otra novedosa idea del mismo inventor. Convencido
de que la energía no se puede crear, el inventor sugiere las siguientes
modificaciones que mejorarán en gran medida la eficiencia térmica de esa
central eléctrica sin violar la primera ley. Consciente de que más de la mitad
del calor transferido al vapor en el horno se desecha en el condensador hacia
el ambiente, el inventor sugiere deshacerse de este componente despilfarrador
y enviar el vapor a la bomba tan pronto como sale de la turbina, como se
muestra en la figura 6-29. De este modo, todo el calor transferido al vapor en
la caldera se convertirá en trabajo y por lo tanto la planta tendrá una eficien-