Màquines tèrmiques

Termodinàmica


Les temperatures (T) s'ha d'expressar en valors absoluts (ºK). T= t+273º

variable fórmula unitats
Calor Q espacio igual espacio m por c subíndice e por paréntesis izquierdo T subíndice 2 menos T subíndice 1 paréntesis derecho espacio Q =Calor a comunicar a un cos per elevar la seva Tª(J)
m = Massa (kg)
ce = Calor específic (J/kgºK)
T2 = Temperatura final (ºK)
T1 = Temperatura inicial (ºK)
Balanç Energètic Q subíndice h espacio igual espacio W espacio más Q subíndice c espacio Qh=Calor cedit o absorbit al focus calent (high) (J)
Qc= Calor cedit o absorbit al focus fred (cold) (J)
W = Treball (J)
Th = Temperatura absoluta del focus calent (ºK)
Tc = Temperatura absoluta del focus fred (ºK)
T = Temperatura absoluta (T= t+273º)

Màquines generadores d’energia mecànica


Balanç energètic motor

A partir de la calor d'un combustible (Qh) generen una energia mecànica (W).
Eficiència tèrmica
eta subíndice t igual fracción W entre Q subíndice h igual fracción numerador Q subíndice h menos Q subíndice c entre denominador Q subíndice h fin fracción igual 1 menos fracción Q subíndice c entre Q subíndice h ηt = eficiència tèrmica

W = Treball (J)
Qh= Calor cedit o absorbit al focus calent (high) (J)

Qc= Calor cedit o absorbit al focus fred (cold) (J)
Eficiència tèrmica de Carnot
eta subíndice C igual 1 menos fracción T subíndice c entre T subíndice h ηC = eficiència tèrmica de Carnot (ideal)

Th= Temperatura absoluta del focus calent (ºK)

Tc= Temperatura absoluta del focus fred (ºK)
Eficiència tèrmica segons el segon principi
eta subíndice S igual fracción eta subíndice t entre eta subíndice C ηS = eficiència tèrmica segons el segon principi
ηt = eficiència tèrmica real
ηC = eficiència tèrmica de Carnot (ideal)

 Màquines consumidores d’energia mecànica


Balanç energètic bomba de calor

A partir d'una energia mecànica (W) transporten calor d'un lloc fred a un lloc calent.

Coeficient d'eficiència COP 

C O P igual fracción Q subíndice c entre W

COP = Coeficient d’eficàcia o Coeficient d'Operació

Qc= Calor absorbit al focus fred (cold) (J)
W = Treball (J)

Coeficient d'eficiència de Carnot COPC  

C O P subíndice C igual fracción numerador T subíndice c entre denominador T subíndice H menos T subíndice C fin fracción

COPC = Coeficient d’eficàcia de Carnot (ideal)

Th = Temperatura absoluta del focus calent (ºK)
Tc = Temperatura absoluta del focus fred (ºK)

Entropia S                                                                                                 

  S espacio fino igual espacio fino k espacio por espacio ln espacio mayúscula omega                                                                                    

S = Entropia (J/K)

k = Constante de Boltzmann     1,3806·10-23 (J/K)

ln = Logaritme natural

Ω = Nombre de microestats possibles per un sistema

Flux d'entropia ΔS                                                                                 

mayúscula delta S espacio igual espacio fino fracción numerador abrir barra vertical Q i cerrar barra vertical entre denominador T i fin fracción                                                                                       

ΔS = Flux d'entropia (J/K)

Qi = Diferència de quantitat de calor entre dos sistemes (J)
Ti = Diferencia de temperatura entre dos sistemes (ºK)

Variació d'entropia universal ΔST                                              

 espacio espacio espacio A S subíndice T espacio igual A S subíndice H espacio más espacio A S subíndice C punto y coma espacio espacio espacio espacio o espacio espacio espacio espacio A S subíndice T espacio igual menos fracción numerador abrir barra vertical Q subíndice H cerrar barra vertical entre denominador T subíndice H fin fracción espacio menos fracción numerador abrir barra vertical Q subíndice C cerrar barra vertical entre denominador T subíndice C fin fracción              

QH = Quantitat de calor de la font calenta (J)

QC = Quantitat de calor de la font freda (J)

TH = Temperatura de font calenta (ºK)
TC = Temperatura de font freda (ºK)



Càlculs en motors tèrmics
variable fórmula unitats
Cilindrada unitària V subíndice u igual normal pi normal r al cuadrado por normal c igual normal pi fracción normal D al cuadrado entre 4 por normal c VU = Volum d’un cilindre (cm3)
r = Radi del cilindre (cm)
D = Diàmetre del cilindre (cm)
c = Cursa o carrera del pistó, que és la distancia entre el PMS i el PMI (cm)
Cilindrada total  V subíndice T espacio igual espacio V subíndice U espacio por espacio n subíndice c VT = Volum total del motor (cm3)
nc = Número de cilindres 
Relació de compressió  r igual fracción numerador V subíndice u más V subíndice c entre denominador V subíndice c fin fracción Vc = Volum de la cambra de combustió (cm3)
r = relació de compressió 
Potència de rotació  P espacio igual espacio mayúscula gamma espacio por espacio omega Г = Parell motor (N·m)
ω = Velocitat angular (rad/s)
Àrea d'un cercle A igual normal pi normal r al cuadrado igual normal pi fracción normal D al cuadrado entre 4  A (S) = àrea = secció = superfície (m2)
     

 

 

Última modificación: viernes, 11 de octubre de 2019, 13:44