Máquinas térmicas y Carnot

Qué aprenderás

• Una máquina cíclica recibe calor de una fuente caliente y cede parte a una fría
• Aplicar la regla del tema con pasos justificados y comprobar el resultado.
• Resolver y aprobar la hoja de ejercicios antes de continuar.

Conceptos del tema

Una máquina cíclica recibe calor de una fuente caliente y cede parte a una fría.

Su rendimiento es trabajo útil dividido por calor recibido.

Entre dos temperaturas dadas, el ciclo reversible de Carnot marca el máximo rendimiento térmico.

Cómo interpretar este tema

El primer paso es elegir un modelo físico y sus hipótesis. Pregunta qué fenómeno describe el enunciado, qué magnitudes intervienen y qué se supone constante. Una fórmula válida para aceleración constante, por ejemplo, no sirve automáticamente para cualquier movimiento.

Representa los datos con sus unidades y fija un sentido positivo cuando haya direcciones. Despeja la incógnita antes de sustituir. La coherencia de unidades es una comprobación independiente: una rapidez debe tener unidades de longitud dividida entre tiempo, y no de longitud multiplicada por tiempo.

Detalles para comprender la regla

El cociente debe utilizar temperaturas absolutas.

La irreversibilidad impide alcanzar el límite de Carnot.

Ejemplo resuelto

Fuentes a 600 K y 300 K.

1. Calcula $\frac{300}{600}$ = $\frac{1}{2}$.
2. Resta a uno.
3. El límite de rendimiento es 50 %.

Cómo practicar

1. Describe el fenómeno y las hipótesis del modelo.
2. Anota los datos, conviértelos a unidades compatibles y fija los signos.
3. Dibuja un esquema o consulta la gráfica del tema si está disponible.
4. Despeja la incógnita, sustituye y comprueba las unidades del resultado.

Tu cuenta gratuita guarda respuestas, notas y progreso en las dos plataformas.

Recursos para profundizar

• Física universitaria · MIT OCW ↗

  Programa y materiales abiertos de referencia. Los contenidos y ejercicios de Aprende son propios.