Importancia de La Termodinámica en La Sociedad

April 3, 2018 | Author: Jesus Rocha | Category: Internal Combustion Engine, Gas Compressor, Thermodynamics, Heat, Mechanical Engineering


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“Importancia de la termodinámica en la sociedad”La termodinámica es una disciplina que se encuadra dentro de la física y que se aboca al estudio de los fenómenos relativos al calor. El interés de la termodinámica se centra especialmente en considerar la manera en que se transforman las distintas formas de energía y la relación existente entre estos procesos y la temperatura. En efecto, existen evaluaciones que establecen que el desarrollo de la disciplina se hizo a la par de un intento por lograr una mayor eficiencia en el uso de máquinas, eficiencia que implicaba que se pierda la menor cantidad de energía bajo la forma de calor. El hombre necesita energía para subsistir, manejar su entorno y producir bienes. En su nivel más primitivo necesitaremos al menos energía para no morirnos de hambre. Cuanto es esto? También aclaremos que significa. Tradicionalmente el ser humano contó con una cantidad muy limitada de fuentes de energía. Estas eran: Energía Muscular: propia, de otros seres humanos y de animales. Constituyó la fuente primaria de energía mecánica durante muchos siglos. Energía Térmica: principalmente calor obtenido de la combustión de leña u otros productos vegetales. También hace varios milenios se inició la metalurgia la que requirió de procesos de purificación de minerales y su fusión, por lo tanto alentó el desarrollo del carbón vegetal. Energía Hidráulica: también para obtener energía mecánica. Su desarrollo se inicia con los griegos y romanos. Las primeras aplicaciones fueron para bombear agua con fines agrícolas. Pero después se amplió el uso a otros tipos de molinos: para moler granos, aserrar, accionar telares y otras aplicaciones. Energía Eólica: el primer gran uso de la energía eólica es en la navegación marítima, y es clave en su desarrollo. Posteriormente (hacia el año 900 a 1000) se comenzaron a desarrollar los molinos de viento, primero en Persia y luego en otras partes. El uso inicial de los molinos de viento fue para bombear agua y proveer de energía mecánica para la molienda, aserrado y otras faenas. Energía térmica: las fuentes tradicionales fueron la leña y el carbón vegetal. Mientras el proceso de industrialización fue incipiente, no hubieron grandes problemas. Pero el descubrimiento y conquista de América implicaron grandes esfuerzos en la construcción de navíos, armas implementos y otros. Como consecuencia de esto, en el Siglo XVII comenzó a existir una fuerte penuria de leña y carbón vegetal. los compresores también desplazan fluidos.Se enfatiza la relación entre calor y temperatura como consecuencia de la capacidad del ser humano de distinguir la existencia de "cuerpos calientes" y "cuerpos fríos". Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo. * En infinidad de sistemas de aire acondicionado. La válvula que reduce .* Se pueden comprimir gases para la red de alimentación de sistemas neumáticos. al igual que las bombas. esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir. Fue propuesta por Nicolás Leonard Sadi Carnot en 1824. como lo son los turborreactores y hacen posible su funcionamiento. los cuales mueven fábricas completas. Usos y aplicaciones: Compresores: Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles. tal como lo es el Ciclo Brayton. * Se encuentran en el interior muchos "motores de avión". Primera ley de la termodinámica: También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro. Válvulas: Es un aparato destinado a reducir irreversiblemente la presión de un fluido en movimiento sin obtener trabajo “en el eje” o útil. Se torna importante la observación y la experimentación con aparatos térmicos que permiten comprender la importancia de los procesos termodinámicos en nuestro entorno y como estos afectan el medio en que vivimos y de allí presentar alternativas de mejoramiento en la conservación del ambiente. la energía interna del sistema cambiará.* Se encuentran en cada refrigerador casero. * En sistemas de generación de energía eléctrica. tal como lo son los gases y los vapores. Este proceso puede ser desde cero (válvula totalmente cerrada).la presión del agua en un grifo o llave doméstica. Algunas de las aplicaciones que las utilizan: • Equipos para lavaderos de autos • Equipamientos para lavanderías • Control de aire y líquidos en procesos industriales • Tratamiento de aguas y residuos • Compresores de aire • Secadoras de aire industriales • Procesamiento de papel y pulpa • Equipos para alto caudal de aire. Otras máquinas más exóticas. teñido y secado. La máquina de vapor se ajusta a esta descripción. hasta de flujo (válvula totalmente abierta). entre estos dos extremos. Fue entonces cuando la invención de la máquina de vapor inicio un cambio monumental en nuestra civilización. para equipos de blanqueo. así que los científicos de la época fueron convocados para examinar las leyes físicas que regían a estas máquinas. Las primeras máquinas de vapor eran dispositivos primitivos que operaban con poca eficiencia. lo mismo que el motor de gasolina. Una máquina de vapor es un ejemplo de una máquina térmica definida como cualquier dispositivo que convierte la energía térmica en energía mecánica. . Este llamado fue lo que impulso las primeras actividades en el campo de la termodinámica y los resultados de estas investigaciones tuvieron consecuencias perdurables que aun influyen en las ciencias físicas y biológicas. es un buen ejemplo de un dispositivo de estrangulación. y pasa por todas las posiciones intermedias. Maquinas térmicas: El desarrollo de la termodinámica comenzó en la época de la revolución industrial. que emplea la energía térmica generada por la combustión de la gasolina. que emplean el calor del sol o de reactores nucleares también son máquinas de calor. Es un accesorio que se utiliza para regular y controlar el fluido de una tubería. agua u otros líquidos para enfriamiento y procesamiento • Industria textil. desde la presión de la cañería principal hasta la presión atmosférica. por lo que la sustancia de trabajo se encuentra en el mismo estado al final de un ciclo y al principio de otro. Por este motivo los cilindros están dotados de camisas por las que se hace circular agua mediante una bomba impulsada por el cigüeñal. salpica directamente las piezas o es impulsado por una bomba a los diferentes puntos. El aceite. como etanol. el agua suele mezclarse con un anticongelante adecuado. Se utilizan motores de combustión interna de cuatro tipos: el motor cíclico Otto. Para que el agua no hierva. Los motores necesitan ser lubricados para disminuir el rozamiento o desgaste entre las piezas móviles. los motores también necesitan refrigeración. la parte principal de un motor. El automóvil: El motor proporciona energía mecánica para mover el automóvil. el motor rotatorio y la turbina de combustión. se calentarían tanto que los pistones se bloquearían. o tapa inferior del motor. En otras palabras la conclusión de un ciclo es el principio de otro. Además.Las maquina térmicas funcionan en ciclos. la temperatura del cilindro es mucho mayor que el punto de fusión del hierro. aunque a principios de la década de 1970 fueron muy frecuentes los motores rotativos o rotatorios. En invierno. La mayoría de los automóviles utiliza motores de explosión de pistones. Los motores de explosión de pistones pueden ser de gasolina o diesel. situado en el cárter. metanol o etilenglicol. En el momento de la explosión. Motor de combustión interna: Cualquier tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión. pero siempre cumple la misma función: . el sistema de refrigeración está dotado de un radiador que tiene diversas formas. Si no se refrigeraran. el motor diésel. . además del cableado o arnés correspondiente. siempre teniendo el interés de hacer un mejor uso de la energía. Hoy en día. La termodinámica sirve como fundamento para explicar muchas de las cosas que ocurren a nuestro alrededor. el motor de arranque genera una potencia muy elevada durante periodos de tiempo muy cortos. además del sistema de encendido en el caso de los motores de gasolina. Es por esto que la misma estuvo siempre ligada a distintas invenciones y experimentaciones. La batería almacena energía para alimentar los diferentes sistemas eléctricos. la batería. el alternador. movido por el cigüeñal. el sistema de luces y otros sistemas auxiliares como limpiaparabrisas o aire acondicionado. El equipo eléctrico del automóvil comprende.permitir que el agua pase por una gran superficie de tubos que son refrigerados por el aire de la atmósfera con ayuda de un ventilador. En la actualidad se usa un motor de arranque eléctrico que recibe corriente de la batería: cuando se activa la llave de contacto (switch). Cuando el motor está en marcha. el motor de arranque. mantiene el nivel de carga de la batería. La termodinámica como disciplina se desarrolló a lo largo de varios siglos. siempre con una fuerte arista práctica. la misma es enormemente descriptiva de los fenómenos que tienen lugar en lo que respecta a la energía y especialmente en lo que hace referencia a los procesos relacionados con el calor. un motor de gasolina o diesel debe empezar a girar antes de que pueda producirse la explosión. el alternador. así como para comprender la forma en cómo trabajan muchas de las máquinas que el hombre ha creado a lo largo de la historia de la humanidad con el principal objetivo de facilitar la realización de sus actividades. En los primeros automóviles había que arrancar el motor haciéndolo girar manualmente con una manivela. A diferencia de un motor de vapor.
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