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Informe N3 TERMO2

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Universidad Tecnológica De Panamá Laboratorio De Termodinámica II 
 
 
 
 
 
 
LABORATORIO N°3 
Ciclo Otto y Ciclo Diesel 
 
 
REPASO DE TERMODÍNAMICA I 
 
 
 
 
 
 
 
Integrantes: 
 
 
 
 
 
Grupo: 
 
Laboratorio B, Termodinámica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18/09/2019 
 
 
 
 
Introducción 
Nicolaus August Otto fue un ingeniero alemán reconocido mundialmente por haber creado en 1876 
el primer motor de gasolina de cuatro tiempos con carga comprimida que fue la base para todos los 
motores posteriores de combustión interna.1 En 1864 fundó junto con Eugen Langen la primera 
fábrica de motores en el mundo llamada "NA Otto & Cie". Fue el padre de Gustav Otto, cofundador 
de BMW con Karl Rapp en 1917. 
Rudolf Christian Karl Diesel fue un ingeniero alemán, inventor del carburante diésel y del motor de 
combustión de alto rendimiento que lleva su nombre, el motor diésel. 
 En este informe analizaremos estos dos grandísimos inventos que han revolucionado la industria 
veremos sus ventajas desventajas cual es más utilizado y porque las diferencias de 2 tiempos y 4 
tiempos y sus aplicaciones y su eficiencia ambos explicaremos el funcionamiento y explicar que pasa 
en cada estado además resolveremos dos problemas los graficaremos con ayuda de termograf. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingeniero
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/1876
https://es.wikipedia.org/wiki/1876
https://es.wikipedia.org/wiki/1876
https://es.wikipedia.org/wiki/1876
https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina
https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina
https://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_combusti%C3%B3n_interna
https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1
https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1
https://es.wikipedia.org/wiki/Nicolaus_Otto#cite_note-BRIT-1
https://es.wikipedia.org/wiki/1864
https://es.wikipedia.org/wiki/1864
https://es.wikipedia.org/wiki/1864
https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen
https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen
https://es.wikipedia.org/wiki/Eugen_Langen
https://es.wikipedia.org/wiki/BMW
https://es.wikipedia.org/wiki/BMW
https://es.wikipedia.org/wiki/BMW
https://es.wikipedia.org/wiki/1917
https://es.wikipedia.org/wiki/1917
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/Alemania
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor_di%C3%A9sel
 
 
Problema #1 
Alguien ha sugerido que el ciclo de Otto de aire estándar es más preciso si los dos procesos 
isentrópicos se reemplazan por procesos politrópicos con un exponente politrópico n = 1.3. 
Considere un ciclo así con una relación de compresión de 8, P1 = 95 kPa, T1 = 15 °C, y la 
temperatura máxima del ciclo es 1 200 °C. Determine el calor que se transfiere a este ciclo y 
que se rechaza de éste, así como la eficiencia térmica del ciclo. Use calores específicos 
constantes a temperatura ambiente. 
1. Primero reunimos los datos 
𝑛 = 1.3 
𝑟 = 8 
𝑃1 = 95𝐾𝑝𝑎 
𝑇1 = 288.15 𝐾 
𝑇3 = 1473.15 𝐾 
𝑅 = 0.287 
𝐶𝑣 = 0.718 
 
2. Ahora reunimos las propiedades por estado y resolvemos los demás estados con 
los procesos politrópicos𝑃1𝑣1𝑛 = 𝑃2𝑣2𝑛, las relaciones de volumen 𝑣1 = 𝑣4, 𝑣2 = 
𝑣3 y las relaciones de calores específicos constantes 𝑃1𝑣1 = 𝑅𝑇1. 
 
Estado #1 
𝑃1 = 95𝑘𝑃𝑎 
𝑇1 = 288.15𝐾 
𝑃1𝑣1 = 𝑅𝑇1 
 0.287(288.15𝐾) 𝑚3 
𝑣1 = = 0.8705 
 95𝑘𝑃𝑎 𝑘𝑔 
 
Estado #2 
𝑣𝑚𝑎𝑥 
𝑟 = 8 = 
𝑣𝑚𝑖𝑛 
𝑚3 
 0.8705 𝑘𝑔 𝑚3 
𝑣𝑚𝑖𝑛 = = 0.108814 
 8 𝑘𝑔 
𝑃1𝑣1𝑛 = 𝑃2𝑣2𝑛 
𝑃2 = = 1418.2101𝑘𝑃𝑎 
𝑇2 = 537.7069𝐾 
 
 
3. Repetimos los mismos procesos para el estado 3 y 4 completamos la tabla según 
los resultados obtenidos 
 
 
 
 
Estado #1 Estado #2 Estado #3 Estado #4 
𝑃1 = 95𝑘𝑃𝑎 𝑃2 = 1418.21𝑘𝑃𝑎 𝑃3 = 3885.455𝑘𝑃𝑎 𝑃4 = 260.27𝑘𝑃𝑎 
𝑇1 = 288.15𝐾 𝑇2 = 537.7069𝐾 𝑇3 = 1473.15𝐾 𝑇4 = 789.441𝐾 
𝑚3 
𝑣1 = 0.8705 
𝑘𝑔 
𝑚3 
𝑣2 = 0.108814 
𝑘𝑔 
𝑚3 
𝑣3 = 0.108814 
𝑘𝑔 
𝑚3 
𝑣4 = 0.8705 
𝑘𝑔 
 
 
4. Ahora con las propiedades de cada estado calculamos el calor de entrada, calor de 
salida y la eficiencia. 
𝑘𝑗 
 𝑞𝑖𝑛 = 𝐶𝑣(𝑇3 − 𝑇2) = 671.64 
𝑘𝑔 
𝑘𝑗 
 𝑞𝑜𝑢𝑡 = 𝐶𝑣(𝑇4 − 𝑇1) = 359.9273 
𝑘𝑔 
𝑞𝑜𝑢𝑡 
𝑛𝑜𝑡𝑡𝑜 = 1 − = 0.46411 = 46.411% 
𝑞𝑖𝑛 
5. Graficamos 
 
Problema #2 
Un ciclo Diesel ideal tiene una relación de compresión de 20 y una relación de cierre de 
admisión de 1.3. Determine la temperatura máxima del aire y la tasa de adición de calor a 
este ciclo cuando produce 250kW de potencia y el estado del aire al inicio de la compresión 
es de 90 kPa y 15 °C. Use calores específicos constantes a temperatura ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusión 
En esta ocasión tuvimos la oportunidad de analizar el ciclo Otto y el ciclo Diesel, analizar 
sus procesos y sus estados estas claro en como se comporta cada proceso para calcular sus 
propiedades en cada punto sabemos que a analizamos el ciclo Otto y Diesel de manera ideal 
estos procesos no ocurren así realmente pue hay muchas variables que no tomamos en cuenta 
al la hora de calcular estos procesos como por ejemplo usar solo aire en ves de una mezcla 
de la combustión interna de los combustibles fósiles y el aire. 
 
Por medio de la realización de este informe hemos puesto en práctica nuestros conocimientos 
teóricos acerca de los ciclos ideales para las máquinas de encendido por compresión y 
encendido por chispa, el Ciclo Diesel y Otto. Pudimos repasar nuevamente los tipos de 
procesos, por ejemplo, en el problema de Otto dan un proceso politrópico que rara vez los 
vemos en problemas de teoría. Termograf nos permitió analizar cada uno de los procesos que 
se dan en estos ciclos y así graficarlas. 
 
Este informe nos ayudó a reforzar los conocimientos adquiridos, mediante la resolución de 
problemas del ciclo Otto y ciclo Diesel. Una vez más el uso de Termograf fue de gran ayuda 
ya que nos permitió plasmar las gráficas de manera rápida y sencilla, además de una forma 
más exacta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliografía https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel 
https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pic
o 
https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel
https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel
https://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel
https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico
https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico
https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_politr%C3%B3pico