Máquinas Térmicas_Preinforme

Preinforme

Para la realización de esta práctica es imprescindible que tenga un conocimiento básico sobre algunos aspectos. El instructor evaluará este conocimiento solicitando un pre-informe (individual o grupal) o a través de una prueba corta antes de iniciar la sesión de laboratorio.

1. El diagrama P-V de la figura 2 representa un ciclo de una máquina térmica que usa 3 moles de un gas ideal monoatómico como sustancia de trabajo. El gas está inicialmente en el punto A. Los pasos de expansión (B$\rightarrow{}$C) y compresión (D$\rightarrow{}$A) son adiabáticos.

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a) Calcule Q, W y ∆U para cada uno de los procesos del ciclo.
b) Calcule el trabajo neto efectuado por el gas en el ciclo.
c) Calcule el flujo neto de calor hacia la máquina en un ciclo.

2. Predicción del Ciclo de una Máquina Térmica.

A su grupo de trabajo se le ha encargado que realice pruebas para desarrollar una máquina térmica que eleva manzanas desde una banda sinfín hacia otra que se encuentra un poco más elevada.

El dispositivo con el que experimentará es una máquina térmica real que funciona a través de un ciclo de cuatro tiempos de expansión-compresión, y que puede realizar trabajo mecánico elevando pequeñas masas de una altura a otra.

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La máquina térmica consiste en un cilindro hueco con un pistón de grafito que puede moverse a lo largo del eje del cilindro con muy baja fricción. El pistón está conectado a una plataforma donde pueden ponerse masas. Una tubería corta y flexible une el cilindro a una cámara de aire (un pequeño recipiente de aluminio sellado con un tapón de caucho) que puede ponerse en forma alternada entre un recipiente de agua fría y otro de agua caliente.

Lea en el procedimiento de la guía el ciclo de la máquina térmica y realice predicciones cualitativas sobre lo que observará en el laboratorio durante los procesos. Use como base para sus predicciones las siguientes preguntas:

a) Se sospecha que los procesos a$\rightarrow{}$b y c$\rightarrow{}$d son aproximadamente adiabáticos. Explique por qué.

b) Se espera que los procesos b$\rightarrow{}$c y d$\rightarrow{}$a sean isobáricos. Explique por qué.

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