practica 7 aplicaciones

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Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Estudios Superiores 
Plantel Aragón 
 
INGENIERIA INDUSTRIAL 
 
LABORATORIO “aplicaciones de propiedades de la materia” 
 
Reporte de practica 7 
 
TEMA: CICLO DE REFRIGERACION Y SEGUNDA LEY DE LA 
 TERMODINÁMICA. 
 
SUBTEMA: CICLO DE REFRIGERACION POR COMPRESION 
MECANICA Y SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA. 
 
GRUPO:8027 
 
NOMBRE DEL PROFESOR: VELAZQUEZ VELAZQUEZ DAMASO 
 
NOMBRE DEL ALUMNO: CORTES HERNANDEZ RICARDO 
 
FECHA DE ENTREGA: 1 DE DICIEMBRE DEL 2020 
 
 
 
 
Índice 
 
Objetivos..........................................3 
Actividades......................................3 
Tabla de datos.................................3 
Hoja de resultados..........................4 
Memoria de cálculo.........................5 
Cuestionario final............................6 
Conclusión.....................................11 
Bibliografía....................................11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVOS 
El alumno: 
a) Obtendrá el coeficiente de operación ideal y real de un equipo de 
refrigeración del laboratorio. 
Actividades 
1. Determinar el coeficiente de operación ideal como un ciclo inverso de Carnot. 
2. Determinar el coeficiente de operación ideal por medio del diagrama P-h del 
fluido de trabajo. 
3. Determinar el coeficiente de operación real por medio de fórmulas 
proporcionadas por el fabricante. 
TABLA DE DATOS 
 
0.2 
16 
20 
17 
20 
0.53 
27 
20 
23 
40 
21 
TABLA DE RESULTADOS 
 
 
0.5925 
4 
3 
3 
1 
4 
6.75 
23 
3 
7 
20 
3 
1.15 
 
HOJA DE CÁLCULOS 
255.16 
507.12 
251.96 
1.0128 
 
CUESTIONARIO FINAL 
1.-¿Cuál es el depósito térmico de la práctica? 
El condensador y el evaporador, pues un depósito térmico es aquel cuerpo que 
puede suministrar o absorber cantidades finitas de calor sin que sufra ningún cambio 
de temperatura 
2.- Explique por qué la primera ley de la termodinámica analiza a la energía 
desde el punto de vista de la cantidad y la segunda ley de la termodinámica 
analiza a la energía desde el punto de vista de la calidad. 
Porque la primera ley está basada en la conservación de la energía, mientras la 
segundase enfoca a la eficiencia de las máquinas. 
3.- ¿Por qué el ciclo de refrigeración no tiene eficiencia térmica? 
Porque la eficiencia térmica se utiliza en un ciclo “normal” de acuerdo a la segunda 
ley de la termodinámica, pero dado que el ciclo de refrigeración trabaja “rompiendo” 
dicha Ley no se puede hablar de eficiencia térmica; sino de coeficiente de operación. 
4.- ¿Por qué las maquinas térmicas si tienen eficiencia térmica? 
Porque trabajan conforme a la segunda ley de la termodinámica 
5.- Investigue tres ejemplos de maquinas térmicas explicando cómo se lleva a 
cabo el proceso del calor suministrado y el calor rechazado, así como la 
generación de trabajo. 
* Caldera de vapor 
El objetivo de una caldera de vapor, ya sea de un sistema u otro, es incrementar la 
temperatura y la presión del agua hasta transformar el fluido en vapor a la presión 
necesaria. Hay que tener en cuenta que según aumenta la presión del agua 
también aumenta la temperatura de ebullición. 
* Motor de gasolina 
En pocas palabras podríamos decir que un motor de combustión interna 
alimentado por gasolina utiliza la explosión del combustible y el aire, provocado 
por una chispa, para expandir el gas empujando el pistón de arriba abajo creando 
un movimiento que más adelante llegará a las ruedas haciéndolas moverse. 
Pilas de combustible 
En el ánodo se suministra hidrógeno, que se divide en protones y electrones. Los 
protones migran hacia el cátodo de la pila a través de la membrana, donde 
reaccionan con el oxígeno presente en el aire para formar vapor de agua. 
6.-En el coeficiente de realización ideal, ¿Realmente es un ciclo ideal? 
Compruébelo con las entropías (esto es demostrar la igualdad de Claussius). 
por el corolario al teorema de Carnot se tiene que todas las máquinas reversibles 
que operen entre las mismas temperaturas tienen el mismo rendimiento. Como 
todas tienen el mismo puede calcularse analizando algún caso particular, siendo el 
más sencillo el ciclo de Carnot. El resultado es que 
 
7.- ¿Cuál es el valor mínimo y el valor máximo que nos puede ofrecer el 
coeficiente de realización? 
 
8.- Investigar los siguientes sistemas de refrigeración y haga una comparación 
con el ciclo por compresión mecánica. 
a) Ciclo de refrigeración por absorción amoniaco-agua. 
El efecto simple representa la base técnica de las máquinas a absorción y ayuda a 
comprender el funcionamiento del ciclo efecto doble (descrito más abajo). El 
esquema de principio del efecto simple es representado en la figura de más abajo. 
En el generador 1. La solución amoníaco / agua es llevado a ebullición, gracias a 
una aportación calorífica asegurada por un quemador que funciona a gas natural. 
El fluido refrigerante (amoníaco) se vaporiza y se separa del agua bajo una presión 
próxima a 20 bares . Es enviado hacia el condensador 2. En este, el amoníaco se 
condensa por enfriamiento gracias al aire exterior. 
b) Ciclo de refrigeración por absorción bromuro-litio-agua. 
Esta solución pasa al generador, donde se separan disolvente y soluto mediante 
calor procedente de una fuente externa. El agua va al condensador, que es otro 
intercambiador donde cede la mayor parte del calor recibido en el generador, y 
desde allí pasa de nuevo al evaporador, a través de la válvula de expansión; el 
bromuro, ahora como solución concentrada en agua, vuelve al absorbedor para 
reiniciar el ciclo. En definitiva, en el absorbedor se desprende calor al absorber el 
gas, mientras que en el generador se absorbe calor al desprender el gas. 
c) Ciclo de refrigeración por chorro de vapor. 
En el ciclo de vapor una bomba bombea la otra parte del condensado al interior de 
un generador de vapor. Un depósito con camisa de agua calentado eléctricamente 
evapora el refrigerante. El vapor de refrigerante generado propulsa el compresor de 
chorro de vapor. 
9.- Explique donde se aplican los ciclos de refrigeración descritos 
anteriormente. 
Las aplicaciones de refrigeración son entre muchas: La climatización de espacios 
habitados, para alcanzar un grado de confort térmico adecuado para la habitabilidad 
de un edificio. La conservación de alimentos, medicamentos u otros productos que 
se degraden con el calor. 
10.- ¿Qué pasaría si no hubiera el hombre descubierto la refrigeración? 
Buscaríamos otra forma de sustituir la refrigeración 
11.- ¿Cuáles son los parámetros de diseño para el cálculo de la carga térmica 
en refrigeración? 
Carga por radiación a través de vidrios con el exterior 
Al atravesar la atmósfera disminuye considerablemente la intensidad de la radiación 
solar, de forma que una parte importante de ella se refleja hacia el espacio o es 
absorbida por diversas partículas atmosféricas, pero otra parte pasa a ser una 
importante carga térmica en nuestra vivienda o local. 
12.- Investigar cómo trabaja un compresor alternativo. 
Un compresor alternativo consta de uno o más cilindros con pistones accionados 
por un motor. El aire se aspira en el cilindro y se comprime, en una o más etapas, a 
la presión de trabajo. Después de la compresión, el aire comprimido pasa a través 
del refrigerador posterior y continúa hasta el depósito de aire. 
 
 
13.- ¿Qué avance tecnológico propicio el auge de la refrigeración por compres 
Equipos de refrigeración 
Aire acondicionado o acondicionador de aire 
Refrigerador, nevera o frigorífico 
Enfriador de agua 
Tanque de leche 
Cámara de refrigeración 
Fábrica de hielo 
Aire acondicionado automotor ión mecánica 
14.- Existen otros sistemas de refrigeración como los termoeléctricos y sales 
para magnéticas (que casi llega al cero absoluto). Investigar cómo se trabajanestos dos 
 De manera muy simple, la refrigeración termoeléctrica usa una corriente eléctrica 
que pasa a través de semiconductores para facilitar el cambio de temperatura, 
refrigerando gabinetes a temperaturas por debajo de o cercanas a las condiciones 
ambientales sistemas. 
La refrigeración magnética es una tecnología de enfriamiento basada en el efecto 
magnetocalórico. Esta técnica puede usarse para lograr temperaturas 
extremadamente bajas, así como rangos de temperaturas como los usados en los 
refrigeradores normales. Comparado con la refrigeración de gas tradicional, la 
refrigeración magnética es más segura, silenciosa, compacta, tiene una mayor 
eficiencia y es más respetuosa con el medio ambiente al no usar gases perjudiciales 
para la capa de ozono 
15.- Cuando compro un equipo de refrigeración lo pido así “Quiero un equipo 
de 10 toneladas” Explicar a que se refiere esta frase. 
Se debe a que significa tonelada de refrigeración. 
16.- ¿Qué tipo de motores eléctricos usan los compresores de los 
refrigeradores domésticos? Explique cómo funcionan estos motores. 
Además de estas tuberías los compresores herméticos pueden tener terminales 
para cargar el sistema con refrigerante. El motor eléctrico de los refrigeradores 
domésticos suele ser de inducción de unas 3400 rpm, con tres terminales 
herméticamente aisladas, a prueba de fugas, fundidas en vidrio, sobre un disco de 
metal. 
 
17.- Dibuje el diagrama eléctrico de su refrigerador domestico (este se 
encuentra en la parte trasera de su refrigerador) 
 
18.- Observe su refrigerador domestico y observe como es la válvula de 
expansión, haga un dibujo de dicha válvula. 
 
19.- Observe su refrigerador doméstico y observe el compresor y el 
condensador ¿por qué cree que están pintados de negro? 
todos tienen el mismo color por que forman parte de un principio o mecanismo 
termodinámico. todo cuerpo negro tiene la capacidad de absorber mayor 
temperatura. y dicha temperatura ayuda a que el líquido refrigerante pueda ser 
cambiado de un estado a otro. 
20.- Observe su refrigerador domestico y observe el evaporador (congelador) 
¿Por qué se encuentra ubicado en la parte superior? 
El enfriador se encuentra arriba es por la razón de que el aire al enfriarse se vuelve 
más denso entonces cae desplazando al aire caliente que se encuentra en ese 
momento abajo, entonces dentro de la heladera ,aire acondicionado y todo equipo 
de refrigeración se produce una circulación del aire frio que hace que los artículos 
que se encuentre en el interior de enfríen, en definitiva hay una circulación de aire 
por gravedad ,ya que el aire frio es más denso y a la vez más pesado tiende a caer 
y el caliente ,por ende a subir recogiendo la temperatura del enfriador. 
Conclusión: 
En esta practica el uso de la comprensión del uso de la refrigeración nos hace 
entender que está en todas partes y que es sumamente necesario en nuestros días 
ya que es una parte en nuestra vida cotidiana, desde los refrigeradores domésticos 
hasta las industrias de alimentos. 
También podemos apreciar en esta práctica como su utilizaron la Unidad de 
demostración de refrigeración “Hilton” y saber su funcionamiento en teoría la 
practica fue rápida pero con bastante información. 
Puedo concluir que el ciclo de refrigeración es un tema extenso que necesita mas 
tiempo para analizarse en detalle 
 
 
Fuente bibliográfica: 
https://brainly.lat/tarea/8875088#:~:text=El%20enfriador%20se%20encuentra%20a
rriba,frio%20que%20hace%20que%20los 
https://es.slideshare.net/123jou/funcionamiento-de-la-refrigeradora-domestica 
https://www.yoreparo.com/es/refrigeracion/refrigeradores/preguntas/5861426/porq
ue-los-compresores-son-negros 
https://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeración_magnética 
https://nergiza.com/como-hacer-un-calculo-de-cargas-termicas-de-calefacccion-y-
refrigeracion/ 
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-
absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-
,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%
20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20
bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua. 
 
https://brainly.lat/tarea/8875088#:~:text=El%20enfriador%20se%20encuentra%20arriba,frio%20que%20hace%20que%20los
https://brainly.lat/tarea/8875088#:~:text=El%20enfriador%20se%20encuentra%20arriba,frio%20que%20hace%20que%20los
https://es.slideshare.net/123jou/funcionamiento-de-la-refrigeradora-domestica
https://www.yoreparo.com/es/refrigeracion/refrigeradores/preguntas/5861426/porque-los-compresores-son-negros
https://www.yoreparo.com/es/refrigeracion/refrigeradores/preguntas/5861426/porque-los-compresores-son-negros
https://es.wikipedia.org/wiki/Refrigeración_magnética
https://nergiza.com/como-hacer-un-calculo-de-cargas-termicas-de-calefacccion-y-refrigeracion/
https://nergiza.com/como-hacer-un-calculo-de-cargas-termicas-de-calefacccion-y-refrigeracion/
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua
https://www.hogarsense.es/aire-acondicionado/refrigeracion-por-absorcion#:~:text=menú%20de%20contenidos-,Funcionamiento%20de%20la%20refrigeración%20por%20absorción,litio%20por%20tener%20mayor%20eficiencia.&text=Tras%20el%20evaporador%2C%20el%20bromuro,débil%20de%20bromuro%20en%20agua