Màquines tèrmiques

Termodinàmica


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

variable fórmula unitats
Calor Q espace égal à espace m fois c indice e fois parenthèse gauche T indice 2 moins T indice 1 parenthèse droite espace 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 indice h espace égal à espace W espace plus Q indice c espace 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 indice t égal à W sur Q indice h égal à numérateur de la fraction Q indice h moins Q indice c au-dessus du dénominateur Q indice h fin de la fraction égal à 1 moins Q indice c sur Q indice 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 indice C égal à 1 moins T indice c sur T indice 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 indice S égal à eta indice t sur eta indice 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 égal à Q indice c sur 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 indice C égal à numérateur de la fraction T indice c au-dessus du dénominateur T indice H moins T indice C fin de la fraction

COPC = Coeficient d’eficàcia de Carnot (ideal)

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

Entropia S                                                                                                 

  S espace fin égal à espace fin k espace fois espace ln espace omega majuscule                                                                                    

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                                                                                 

delta majuscule S espace égal à espace fin numérateur de la fraction trait vertical ouvert(e) Q i trait vertical fermé(e) au-dessus du dénominateur T i fin de la fraction                                                                                       

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                                              

 espace espace espace A S indice T espace égal à A S indice H espace plus espace A S indice C point-virgule espace espace espace espace o espace espace espace espace A S indice T espace égal à moins numérateur de la fraction trait vertical ouvert(e) Q indice H trait vertical fermé(e) au-dessus du dénominateur T indice H fin de la fraction espace moins numérateur de la fraction trait vertical ouvert(e) Q indice C trait vertical fermé(e) au-dessus du dénominateur T indice C fin de la fraction              

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 indice u égal à simple pi simple r au carré fois simple c égal à simple pi simple D au carré sur 4 fois simple 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 indice T espace égal à espace V indice U espace fois espace n indice c VT = Volum total del motor (cm3)
nc = Número de cilindres 
Relació de compressió  r égal à numérateur de la fraction V indice u plus V indice c au-dessus du dénominateur V indice c fin de la fraction Vc = Volum de la cambra de combustió (cm3)
r = relació de compressió 
Potència de rotació  P espace égal à espace gamma majuscule espace fois espace omega Г = Parell motor (N·m)
ω = Velocitat angular (rad/s)
Àrea d'un cercle A égal à simple pi simple r au carré égal à simple pi simple D au carré sur 4  A (S) = àrea = secció = superfície (m2)
     

 

 

Modifié le: vendredi 11 octobre 2019, 13:44