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Termodinámica: temperatura, calor y primera ley de la termodinámica. Tomas Andres Gonzalez Mancilla Física en procesos industriales Instituto IACC Fecha 16-03-2020

Desarrollo

1. Francisco es un estudiante de Ingeniería en práctica y se le ha pedido un informe técnico acerca del funcionamiento de la nueva flota de camiones de carguío que ha comprado la empresa. Para lo anterior Francisco ha consultado los manuales del fabricante y ha realizado mediciones en campo. Algunos de los datos obtenidos son los siguientes:

Marca Año Modelo

Datos del motor del camión Peterbilt 2019 LGH 6.0 3v (bencina)

Datos del motor del motor LGH 6.0 3V Calor ingresado a la cámara de combustión 12.000 [J] Trabajo generado por el motor 2.100 [J]

Con respecto a los datos entregados, A) Calcule la eficiencia térmica del motor.

η=

W 2100 = =0.175 →17,5 % Q 1 12000

B) ¿Cuánto calor se desecha en cada ciclo?

W =Q1−Q2 → Q2=Q1−W → Q2=9900 [ J ]

C) Realice un bosquejo de la situación evidenciada por Francisco y los resultados obtenidos,

tomando como referencia el esquema de máquina térmica visto en la semana. Deposito caliente

Q1 = 12000 [J] W = 2100 [J] Maquina

Q2 = 9.900 [J]

Deposito frio

Entregue 3 ejemplos de máquinas térmicas vigentes en la cotidianidad. Justifique con sus propias palabras los ejemplos entregados. Complete la siguiente tabla.

2.

Máquina térmica 1. Motor Stirling

Justificación El motor Stirling en un motor de combustión externa, en térmico que atreves de una compresión y expansión de aire u otro gas

2.

Motor de gasolina

3. Turbinas de vapor 

genera diferentes T° C y esta genera energía para dar trabajo mecánicos. El motor a gasolina está diseñado por cilindro y pistones los cuales trabaja por la generación de combustión que produce el gas. Este trabajo se realiza por una chispa y así realiza la combustión y energía al vehículo (la combustión que realizar da movimiento al pistón). La turbina a vapor es una herramienta de energía muy ocupada en la industria. Para el desarrollo de equipó utilizado el vapor generado por las caldera de la industria esto lleva a que la turbina realice trabajo y así energía a ocupar en el trabajo del equipo. Método de trabajo el vapor ingresa a la turbina esta comienza a gira y así produce la energía. Se puede medir por rpm Actualmente donde trabajo realizamos trabajos con turbinas en evaporadores de fruta.

Entregue 3 ejemplos donde se aplique el lema: “La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Siga el ejemplo entregado en la tabla y justifique los 3 ejemplos con sus propias palabras. 3.

Ejemplos Justificación 1. Carro con pasajeros estacionado en la cima En esta situación, como el carro se encuentra de una montaña rusa pronto a descender. estacionado en la cima, posee energía potencial gravitatoria debido a su masa, altura y acción de la fuerza de gravedad. Cuando el carro abandona el estado estacionario, transforma la energía potencial gravitatoria en energía cinética. 2. Metabolismo Humano El metabolismo humano para vivir tiene que ingerir alimento y después transfórmalos en nutrientes esto genera energía (calorías). Los alimentos que no son utilizado por el metabolismo se generan en grasas. 3. Motores Térmicos

4. Combustión de Papel

Un motor térmico convierte el calor generado a partir de la combustión de combustible en energía mecánica, que luego puede usarse para realizar trabajos mecánicos, como por ejemplo mover un vehículo. Al incendiar un trozo de papel los átomos que componen el papel se disocian en una reacción que genera calor, carbono y gases.

Bibliografía

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Material semana 7 IACC