Segunda Ley De La TermodinmicaEsta ley arrebata la direccin en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinmicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeo volumen). Tambin establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energa de un tipo en otro sin prdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energa que hipotticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta slo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud fsica llamada entropa, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energa con su entorno), la variacin de la entropa siempre debe ser mayor que cero.Debido a esta ley tambin se tiene que el flujo espontneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio trmico.La aplicacin ms conocida es la de las mquinas trmicas, que obtienen trabajo mecnico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero fro. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecnico obtenido.Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacndose el de Clausius y el de Kelvin.Enunciado de ClausiusEn palabras de Sears es: "No es posible ningn proceso cuyo nico resultado sea la extraccin de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorcin de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura ms elevada". Enunciado de KelvinNo existe ningn dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una nica fuente (E. absorbida), y lo convierta ntegramente en trabajo (E. til).

Maquinas Trmicas

Qu Son?es un conjunto de elementos mecnicos que permite intercambiar energa, generalmente a travs de un eje, mediante la variacin de energa de un fluido que vara su densidad significativamente al atravesar la mquina. Se trata de una mquina de fluido en la que vara el volumen especfico del fluido en tal magnitud que los efectos mecnicos y los efectos trmicos son interdependientes.Cmo Funciona?El esquema ms sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:

Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1Produce una cantidad de trabajo WCede una cantidad de calor Q2 a un foco fro a una temperatura T2Como la mquina debe trabajar en ciclos, la variacin de energa interna es nula. Aplicando el Primer Principio

Beneficios Que Aporta?Los tres principales beneficios que las maquinas trmicas nos proporcionan, se pueden mencionar los siguientes:1.- Transportes: el sistema de transportes que actualmente se utiliza depende mucho de las maquinas trmicas para su propulsin, ya sea para transporte terrestre, marina o areo.2.- Generacin de energa elctrica: la energa elctrica ha llegado a ser la energa mas utiliza por el hombre en muchos aspectos, y en este campo las maquinas trmicas presentan una de las ms grandes contribuciones, ya que generan la mayor parte de la energa elctrica que se consume.3.- Agricultura: prcticamente la mayora de las labores agrcolas mecanizadas que se realizan en el mundo actualmente, se llevan impulsadas por maquinas trmicas.Las maquinas trmicas contribuyen uno de los logros ms grandes y sorprendentes de la tecnologa moderna, pues mediante a estas ha sido posible obtener energa mecnica abundante y barata para mover toda clase de maquinaria industrial y de transportes que nos permiten satisfacer las necesidades de la vida actual.Dnde Se Usa?

En los motores trmicos, la energa del fluido que atraviesa la mquina disminuye, obtenindose energa mecnica.

REFRIGERADOR: El comprensor succiona vapor a baja presin y lo descarga como vapor a alta presin.En el condensador el refrigerante cambia de estado, pasando de vapor a lquido, teniendo como resultado un calor que es aadido al aire.

Ejemplo

En un refrigerador

Maquina De Vapor

Qu son?es un motor de combustin externa que transforma la energa trmica de una cantidad de agua en energa mecnica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas: Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansin del volumen de un cilindro empujando un pistn. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistn del cilindro se transforma en un movimiento de rotacin que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador elctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el mbolo retorna a su posicin inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energa cintica de un volante de inercia. El vapor a presin se controla mediante una serie de vlvulas de entrada y salida que regulan la renovacin de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.Cmo Funciona?Las mquinas de vapor trabajan por su motor de vapor alimentado, los mismos que han alimentado a las locomotoras y otras maquinarias entre los aos 1800 y 1950. Aunque existen en diferentes tamaos y formas, bsicamente todos funcionan de manera muy similar.En una caldera se hierve determinada cantidad de agua incesantemente. Tras calentarse por un fuego alimentado por diversos combustibles como madera, carbn o petrleo, esta hierve. Cuando hierve en la caldera, el vapor que se genera se concentra generando una alta presin y en ese estado se lo dirige a una cmara cerrada conocida como cmara de vapor.El vapor de la caldera entra en la cmara, en donde en el extremo delantero se encuentra un cilindro, que por la expansin del volumen del agua, empuja un pistn. A travs de un mecanismo de biela-manivela el movimiento circular de este pistn se convierte en un movimiento de traslacin o de rotacin.Este movimiento es capaz de hacer girar ruedas por ejemplo de una locomotora o incluso provocar la rotacin de un rotor en un generador elctrico. Cuando acaba con el ciclo, el mbolo vuelve al lugar en el que comenz y todo el vapor se expulsa con inercia aplicando la energa cintica (la misma que tanto tiene que ver en el funcionamiento de la montaa rusa).Al mismo tiempo, mediante una serie de vlvulas se produce una renovacin en la entrada y la salida de los flujos de vapor, tambin de forma constante.Beneficios Que Aporto?El inicio de la mquina de vapor dio origen a los ferrocarriles y ellos dieron un gran paso para la tecnologa innovadora eso se signific el inicio de las grandes tecnologas que actualmente uno utiliza a diario.Dnde Se Usan?El motor o mquina de vapor se utiliz extensamente durante la Revolucin Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para mover mquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotoras, motores marinos, etc. Las modernas mquinas de vapor utilizadas en la generacin de energa elctrica no son ya de mbolo o desplazamiento positivo como las descritas, sino que son turbo mquinas; es decir, son atravesadas por un flujo continuo de vapor y reciben la denominacin genrica de turbinas de vapor. En la actualidad la mquina de vapor alternativa es un motor muy poco usado salvo para servicios auxiliares, ya que se ha visto desplazado especialmente por el motor elctrico en la maquinaria industrial y por el motor de combustin interna en el transporte.EjemploMaquina de Vapor Turbina de vapor

Motor De Combustin InternaQu Son?es un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin. Su nombre se debe a que dicha combustin se produce dentro de la propia mquinaCmo Funciona?Un motor de combustin interna basa su funcionamiento, como su nombre lo indica, en el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cmara cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presin y generar con suficiente potencia el movimiento lineal alternativo del pistn

Este movimiento es transmitido por medio de la biela al eje principal del motor o cigeal, donde se convierte en movimiento rotativo, el cual se transmite a los mecanismos de transmisin de potencia (caja de velocidades, ejes, diferencial, etc.) y finalmente a las ruedas, con la potencia necesaria para desplazar el vehculo a la velocidad deseada y con la carga que se necesite transportar.Mediante el proceso de la combustin desarrollado en el cilindro, la energa qumica contenida en el combustible es transformada primero en energa calorfica, parte de la cual se transforma en energa cintica (movimiento), la que a su vez se convierte en trabajo til aplicable a las ruedas propulsoras; la otra parte se disipa en el sistema de refrigeracin y el sistema de escape, en el accionamiento de accesorios y en perdidas por friccin.En este tipo de motor es preciso preparar la mezcla de aire y combustible convenientemente dosificada, lo cual se realizaba antes en el carburador y en la actualidad con los inyectores en los sistemas con control electrnico. Despus de introducir la mezcla en el cilindro, es necesario provocar la combustin en la cmara de del cilindro por medio de una chispa de alta tensin que la proporciona el sistema de encendido.Beneficios Que Aporta? Obtencin de elevadas potencias a partir de cilindradas reducidas.

Reduccin del consumo de combustible.

Reduccin de peso y volumen del motor en comparacin con motores de aspiracin atmosfrica de similar potencia ya que los cilindros de estos ltimos sern de mayores dimensiones.

Ruidos de funcionamiento relativamente menores que en motores de aspiracin atmosfrica ya que el turbo acta como silenciador de los gases de escape y del aire o mezcla aire-gasolina.

Donde se usan? En 2T gasolina: tuvo gran aplicacin en las motocicletas, motores de ultraligeros (ULM) y motores marinos fuera-borda hasta una cierta cilindrada, habiendo perdido mucho terreno en este campo por las normas anticontaminacin. Adems de que en las cilindradas mnimas de ciclomotores y scooters (50 cc), slo motores muy pequeos como motosierras y pequeos grupos electrgenos siguen llevndolo. En 4T gasolina: domina en las aplicaciones en motocicletas de todas las cilindradas, automviles, aviacin deportiva y fuera borda. En 2T disel: domina en las aplicaciones navales de gran potencia, hasta 100000 CV hoy da, y traccin ferroviaria. En su momento de auge se us en aviacin con cierto xito. En 4T disel: domina en el transporte terrestre, automviles y aplicaciones navales hasta una cierta potencia. Empieza a aparecer en la aviacin deportiva.

EjemploEl combustible se quema dentro de la mquina. Ejemplo: motor de un coche.

Motor De Reaccin Qu Son?es un tipo de motor que descarga un chorro de fluido a gran velocidad para generar un empuje de acuerdo a las Leyes de Newton. Esta definicin generalizada del motor de reaccin incluye turborreactores, turbofanes, cohetes, estatorreactores y motores de agua, pero, en su uso comn, el trmino se refiere generalmente a una turbina de gas utilizada para producir un chorro de gases para propsitos de propulsin.

Cmo Funcionan?Al aire hay que aplicarle una serie de transformaciones termodinmicas para conseguir que salga acelerado. Con un simple ventilador no basta, hay que "meterle chicha" para desarrollar esa fuerza de la que os he hablado (a partir de ahora la llamar "empuje").El motor a reaccin le aplica al fluido las mismas transformaciones que se desarrollan en un motor de explosin (el de los coches, normal y corriente), esto es: compresin, explosin/expansin.En el cilindro de un motor de explosin, lo primero que ocurre es que entra la mezcla aire combustible (bueno, ahora la verdad es que entra el aire y el combustible se inyecta durante la compresin, pero para entender el funcionamiento nos importa un pepino). Una vez est en el cilindro, el mbolo o pistn sube comprimiendo la mezcla. Cuando el pistn est arriba, y la mezcla bien comprimida, salta la chispa de la buja, que hace que la mezcla se queme. sta explota, y expande los gases, empujando al mbolo hacia abajo. Despus ste sube, por inercia, con la vlvula de escape abierta, sacando los gases. La explosin de la mezcla, al hacer bajar el mbolo, es la que hace que se mueva el cigeal, y ste hace que se muevan las ruedas (o hlice, en un avin). Si se representa en un grfico presin-volumen, las condiciones del fludo describen una lnea cerrada, y el rea encerrada en la misma es el trabajo que hemos aportado al fluido.En el reactor ocurre lo mismo: el aire entra por delante, se comprime en el compresor, se quema en la cmara de combustin y se expulsa a travs de la tobera. La diferencia es que se expulsa muy rpido, y eso produce el empuje

Beneficios Que Aporta?Eran muy importantes ya que eran utilizados en los primeros cohetes y aviones, esto ayudaba a que los cohetes salgaran disparados o levados. Al igual el avin ocupaba un turborreactor que ayudaba a las turbinas para que el avin se elevara dando una fuerza contraria hacia el aire.

Dnde se usan? Se usan en los motores de aviones, ya que es muy esencial para el funcionamiento de las turbinas para as poder elevar el avin.

Ejemploestas usan el principio de accin y de reaccin. Ejemplo: motor de avin.