cuestionario inicial practica 7 aplicaciones de la materia

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Universidad Nacional Autónoma de México 
Facultad de Estudios Superiores 
Plantel Aragón 
 
INGENIERIA INDUSTRIAL 
 
LABORATORIO “aplicaciones de propiedades de la materia” 
 
Cuestionario inicial 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: 24 DE NOVIMEBRE DEL 2020 
 
 
 
 
1. ¿Qué entiendes por refrigeración? 
R=La refrigeración es un proceso que consiste en bajar o mantener el nivel de 
calor de un cuerpo o un espacio. 
2. ¿Qué es un refrigerante? 
R= es una sustancia que actúa como agente de enfriamiento, con propiedades 
especiales de punto de evaporación y condensación. Mediante cambios de 
presión y temperatura absorben calor en un lugar y lo disipa en otro mediante un 
cambio de líquido a gas y viceversa. 
3. ¿Por qué a nuestro ciclo en estudio, se le conoce ciclo de refrigeración 
por compresión mecánica? 
R= La refrigeración por compresión consiste en forzar mecánicamente la 
circulación de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión 
con el propósito de que el fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro 
4. ¿Qué es una maquina térmica? 
R= Una máquina térmica es un dispositivo cuyo objetivo es convertir calor en 
trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) 
que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para 
que la máquina pueda funcionar de forma continua 
5. ¿Por qué en la segunda ley de la termodinámica surge el concepto de la 
eficiencia térmica? 
R= La segunda ley de la termodinámica se expresa en varias formulaciones 
equivalentes: 
Enunciado de Kelvin – Planck 
No es posible un proceso que convierta todo el calor absorbido en trabajo. 
Enunciado de Clausiois 
esta segunda ley no dice que no sea posible la extracción de calor de un foco frío 
a otro más caliente. Simplemente dice que dicho proceso nunca será espontáneo. 
No es posible ningún proceso cuyo único resultado sea la extracción de calor de 
un cuerpo frío a otro más caliente 
6. ¿Qué es la eficiencia térmica? 
R= La eficiencia térmica, ηth, de cualquier motor térmico se define como la 
relación entre el trabajo y la entrada de calor. Para calcular la eficiencia térmica, 
los ingenieros suelen utilizar la entalpía. 
7. ¿Cuál es el ciclo termodinámico base para el análisis del ciclo de 
refrigeración? 
R= Ciclo ideal de refrigeración por compresión 
*Compresión isentrópica en un compresor. 
*Disipación de calor a presión constante en un condensador. 
*Estrangulamiento en un dispositivo de expansión y consiguiente evaporación. 
*Absorción de calor a presión constante en un evaporador. 
8. ¿Por qué en el evaporador se tiene un enfriamiento conocido como 
evaporativo? 
R= El enfriamiento por evaporación agrega al aire una cantidad de vapor de agua 
que hace que su nivel de humedad sea cercano al 100% (es decir, cerca de la 
saturación). El aire absorbe el vapor de agua gracias a su calor, lo que provoca, 
de hecho, la evaporación del agua 
9. Haga un dibujo donde se represente físicamente el ciclo de refrigeración, 
remarcando sus cuatro componentes. 
 
 
 
 
10.Explique el funcionamiento de esos cuatro componentes. 
EXPANSIÓN – El refrigerante en estado líquido, a alta temperatura y alta presión, 
fluye a través del regulador hacia el evaporador. La presión del líquido se reduce a 
la presión del evaporador cuando el líquido pasa por el regulador, de tal forma que 
la temperatura de saturación del refrigerante entra en el evaporador y será en este 
lugar donde disminuirá su temperatura para enfriarse. 
EVAPORIZACIÓN – En el evaporador el líquido se evapora a una temperatura y 
presión constante gracias al calor latente suministrado por el refrigerante. 
COMPRESIÓN – Por la acción del compresor, el vapor resultante de la 
evaporación es aspirado por el evaporador hasta la entrada del compresor. 
CONDENSACIÓN – El vapor fluye por la línea de descarga hacia el condensador 
donde libera el calor hacia el exterior. Cuando el vapor libera su calor hacia el aire 
más frío, su temperatura se reduce a la nueva temperatura de saturación 
correspondiente a la nueva presión y el vapor se condensa, volviendo al estado 
líquido.. 
11.Ahora haga un dibujo del refrigerador de su casa y analice como funciona 
este de acuerdo con el ciclo de refrigeración analizado. 
 
 
 
Los refrigeradores funcionan haciendo que el refrigerante que circula por su 
interior pase de estado líquido a gaseoso. Este proceso, conocido como 
«evaporación», enfría el área circundante y produce el efecto deseado. 
Para iniciar el proceso de evaporación y que el refrigerante se transforme de 
líquido a gas, es necesario reducir la presión del refrigerante a través de una salida 
conocida como «tubo capilar». Cuando el contenido se libera en el espacio abierto 
a baja presión, este se transforma de líquido a gas. 
Para mantener un refrigerador en funcionamiento, es necesario que el refrigerante 
gaseoso recupere su estado líquido, por lo que el gas necesita comprimirse de 
nuevo a una presión y temperatura más elevadas. 
Si el compresor ha hecho bien su trabajo, el gas debería estar caliente y sometido 
a alta presión. A continuación, es preciso enfriarlo en el condensador, que se 
monta en la parte trasera del refrigerador con objeto de aprovechar el aire del 
entorno como medio de refrigeración. Cuando el gas se enfría dentro del 
condensador (todavía a alta presión), vuelve a transformarse en líquido. 
A continuación, el líquido refrigerante circula de vuelta al evaporador, donde el 
proceso comienza de nuevo. 
12.Explique el enunciado de Claussius. 
R= En un sistema, esta energía térmica se puede transformar en trabajo, y el 
trabajo se puede transformar en calor a través de un proceso cíclico. Clausius 
escribe que "La suma algebraica de todas las transformaciones que ocurren en un 
proceso cíclico solo puede ser menor que cero, o, como un caso extremo, igual a 
nada" 
13.Explique el enunciado de Kelvin. 
R= El enunciado de Kelvin-Planck afirma que es imposible construir una máquina 
que tenga un rendimiento del 100%. Siempre habrá calor de desecho que, en la 
mayoría de los casos equivale a más de la mitad del calor absorbido. 
14. ¿Cuál es la eficiencia de una máquina real diesel y de una maquina real 
Otto (gasolina)? 
R= Un motor de gasolina de ciclo Otto viene a tener una eficiencia de entre el 20 y 
el 30%, en el mejor de los casos. Un motor de gasóleo de ciclo Diésel viene a 
tener una eficiencia de entre el 30 y el 45%, en el mejor de los casos (para lograr 
ese 45% suele ser un motor diésel hibridado, o un motor diésel naval) 
15. ¿Indicar cuál es la diferencia entre una máquina reversible y una 
irreversible? 
R= Si hay una diferencia finita de presiones es irreversible, si la diferencia es 
infinitesimal será reversible. Todos los procesos reales son irreversibles, si bien 
existen procesos más o menos ideales, que se acercan a la reversibilidad 
16. A la segunda ley de la termodinámica también se le conoce como en 
principio de la entropía, defina que entiende por entropía. 
R= Magnitud termodinámica que indica el grado de desorden molecular de un 
sistema 
17. ¿Cómo se expresa matemáticamente la entropía? 
R= Las unidades de la entropía, en el Sistema Internacional, son el J/K (o 
Clausius), definido como la variación de entropía que experimenta un sistema 
cuando absorbe el calor de 1 julio a la temperatura de 1 kelvin. 
18. ¿Qué es el coeficiente de operación ( o de realización) y cuál es su 
modelo matemático? 
R= El coeficiente de operación de la bomba de calor es calculado por la relación 
entre la energía captada en el acumuladortérmico y la energía eléctrica 
consumida por el compresor. Los resultados muestran que el incremento de la 
presión hidrostática en el acumulador térmico aumenta la velocidad de flujo de 
agua y el coeficiente de operación. El dispositivo diseñado reduce también la 
disipación de calor para el entorno. 
19. Explique el siguiente enunciado “Es imposible construir una máquina 
térmica con una eficiencia igual al 100%”. Actualmente en mecánica cuántica 
parece que este enunciado puede ser falso, investigue en que se basa esta 
afirmación. 
R=Rendimiento o eficiencia de una máquina térmica 
Obviamente, ningún proceso puede tener una eficiencia superior al 100% porque 
eso sería tanto como decir que se estaría creando energía nueva. El primer 
principio de la termodinámica (conservación de la energía) niega esta posibilidad. 
Pero en la mecánica cuántica es diferente ya que no se esta trabajando con 
ninguna maquina si no con átomos que podrían crear una nueva energía a nivel 
atómico. 
20. ¿Por qué en los organismos vivos, cuando se suministra trabajo, la 
entropía no tiende a aumentar, sino a disminuir, ¿por que ocurre este 
fenómeno? 
R= Siempre que se permite que un sistema físico distribuya libremente su energía, 
lo hace siempre de tal modo que la entropía aumenta y la energía disponible en el 
sistema para realizar trabajo disminuye.Sin embargo, cuando se suministra trabajo 
al sistema, como en el caso de los organismos vivos, la entropía disminuye 
 
 
Fuentes de consulta 
https://www.kosner.es/ciclo-de-refrigeracion/ 
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm 
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)
#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-
Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%
20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%
20es%20diferente%20del%20inicial. 
https://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/el-motor-de-
combustion-es-el-mas-eficiente-hoy-
falso#:~:text=Un%20motor%20de%20gasolina%20de,o%20un%20motor%20diése
l%20naval). 
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_Principio_de_la_Termodinámica#:~:te
xt=Si%20hay%20una%20diferencia%20finita,se%20acercan%20a%20la%20rever
sibilidad. 
https://es.gizmodo.com/que-significa-la-entropia-uno-de-los-conceptos-mas-fas-
1795122339 
 
https://www.kosner.es/ciclo-de-refrigeracion/
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/segundo/segundo.htm
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%20es%20diferente%20del%20inicial
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%20es%20diferente%20del%20inicial
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%20es%20diferente%20del%20inicial
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%20es%20diferente%20del%20inicial
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_principio_de_la_termodinámica_(GIE)#:~:text=El%20enunciado%20de%20Kelvin-Planck%20afirma%20que%20es%20imposible%20construir,la%20mitad%20del%20calor%20absorbido.&text=Sí%20es%20posible%20transformar%20calor,final%20es%20diferente%20del%20inicial
https://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/el-motor-de-combustion-es-el-mas-eficiente-hoy-falso#:~:text=Un%20motor%20de%20gasolina%20de,o%20un%20motor%20diésel%20naval
https://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/el-motor-de-combustion-es-el-mas-eficiente-hoy-falso#:~:text=Un%20motor%20de%20gasolina%20de,o%20un%20motor%20diésel%20naval
https://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/el-motor-de-combustion-es-el-mas-eficiente-hoy-falso#:~:text=Un%20motor%20de%20gasolina%20de,o%20un%20motor%20diésel%20naval
https://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/el-motor-de-combustion-es-el-mas-eficiente-hoy-falso#:~:text=Un%20motor%20de%20gasolina%20de,o%20un%20motor%20diésel%20naval
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_Principio_de_la_Termodinámica#:~:text=Si%20hay%20una%20diferencia%20finita,se%20acercan%20a%20la%20reversibilidad
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http://laplace.us.es/wiki/index.php/Segundo_Principio_de_la_Termodinámica#:~:text=Si%20hay%20una%20diferencia%20finita,se%20acercan%20a%20la%20reversibilidad
https://es.gizmodo.com/que-significa-la-entropia-uno-de-los-conceptos-mas-fas-1795122339
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