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EL REFRIGERADOR Y LA BOMBA DE CALOR DE CARNOT

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by

andres lozano

on 9 June 2014

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Transcript of EL REFRIGERADOR Y LA BOMBA DE CALOR DE CARNOT

EL REFRIGERADOR DE CARNOT Y LA BOMBA DE CALOR
INTEGRANTES
ANDRES FABIAN LOZANO ALZATE
ALEXANDER LENIS
El motor extrae calor de la fuente fría y lo cede a la fuente caliente, en contra de la tendencia natural del flujo de calor, por lo que es necesario invertir trabajo externo para que sea esto posible.
Ejercicio
Un refrigerador de Carnot funciona con 18 moles de un gas ideal monoatómico, realizando ciclos de 2 s. Las temperaturas de los focos son 450 K y 150 K y consume una potencia de 60 kW.
a) Dibuja el ciclo en un diagrama p - V especificando las transformaciones que lo componen. Calcula la eficiencia.


La máquina ideal de Carnot opera de manera cíclica a través de cuatro etapas reversibles:

Expansión isotérmica.

Expansión adiabática.

Compresión isotérmica.

Compresión adiabática.


La eficiencia teórica máxima para este motor está dada por:
y como W = Q1 + Q2, entonces:

Є = 1+ Q2 / Q1
b) Calcula el calor intercambiado en cada etapa y la relación entre los volúmenes en la compresión isotermica.
refrigerador de carnot
Es una máquina térmica que permite transferir energía mediante calor de un ambiente a otro, según se requiera. Para lograr esta acción es necesario un aporte de trabajo acorde a la segunda ley de la termodinámica, según la cual el calor se dirige de manera espontánea de un foco caliente a otro frío, y no al revés, hasta que sus temperaturas se igualen.
El principio de la bomba de calor se utiliza en sistemas de climatización, así como en sistemas domésticos de aire acondicionado, dado que el ciclo reversible que tiene este sistema otorga la posibilidad tanto de extraer como de ingresar energía al medio -"enfriar" o "calentar"- con un mismo equipo, controlando arranques, paradas y el ciclo reversible en forma automática.
Bomba de calor Aire - Agua
Bomba de calor Agua - Agua
Bomba de calor Aire - Aire
BOMBA DE CALOR

Nicolas Léonard Sadi Carnot
La transferencia de calor de una región de temperatura baja a otra de alta temperatura requiere dispositivos especiales llamados refrigeradores.
Los refrigeradores son dispositivos cíclicos y los fluidos de trabajo utilizados en los ciclos de refrigeración se llaman refrigerantes
El objetivo de un refrigerador es mantener el espacio refrigerado a una temperatura baja al extraer calor de el. La descarga de este calor a un medio de temperatura alta es una parte necesaria de la operación, no es el propósito.

El objetivo de una bomba de calor es mantener un espacio calentado a alta temperatura.
Esto se logra al absorber calor de una fuente de baja temperatura, como el aire exterior y suministrar este calor a un medio mas caliente, como una casa.
El objetivo de un refrigerador es extraer calor (QL) del medio frío; el objetivo de una bomba de calor (QH) es suministrar calor a un medio caliente.
El desempeño de refrigeradores y de bombas de calor se expresa en términos del coeficiente de desempeño (COP coefficient of performance), definido como:
desempeño
donde:
QL: Es la cantidad de calor absorbido del medio de baja temperatura.
QH: Es la cantidad de calor rechazada hacia el medio de temperatura alta.COP: Se determinan al remplazar las razones de transferencia de calor en las anteriores relaciones por los cocientes de las temperaturas absolutas de los depósitos de temperatura alta y baja y se convierten en:

conclusión bomba de calor
SISTEMAS DE BOMBAS DE CALOR
Son de altos costos pero reducen el costo de calefacción a la larga.

La fuente de energía de las bombas es el aire atmosférico, aunque también se usan el agua y el suelo.

El principal problema con los sistemas que utilizan aire es la formación de escarcha, esto interrumpe la transferencia de calor y reduce la eficiencia del sistema.


La eficiencia de las bombas de calor que utilizan aire disminuye a bajas temperaturas y se requiere un sistema de calentamiento secundario como hornos o resistencias eléctricas, esto no pasa con los de agua o suelo.
Las bombas de calor son mas competitivas en áreas que tienen gran carga de enfriamiento durante el frío y una carga de calefacción pequeña en temporada de calor.

Partes:
El compresor
Eleva la presión del vapor
refrigerante desde una
presión de entrada a una
presión de salida más alta.
El condensador
Como su propio nombre indica, su función es condensar el refrigerante. En otras palabras, transforma el gas refrigerante en líquido.
La válvula de expansión
Su misión es reducir la presión del refrigerante. Al pasar através de esta válvula, el refrigerante se expande reduciendo así su presión.
El evaporador
Las baterías evaporadoras son similares a las condensadoras.

Disponen de una serie de tubos por los que circula el fluido refrigerante y una carcasa donde se alojan estos tubos y donde se fuerza la corriente de aire desde el exterior con la ayuda de unos ventiladores.
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