fisica aplicada

Saturday, August 05, 2006

PROCESOS TERMODINAMICOS

Leyes de la termodinamica
La termodinamica trata fundamentalmente de las transformaciones del calor en trabajo mecanico y de las transformaciones opuestas del trabajo mecanico en calor. A los terminos clasicos de energia cinetica y potencial mecanica, se agregan terminos relativos a la energia termica. Ademas se ve que existe una equivalencia entre calor y trabajo.

Ya en los comienzos del Siglo XVI se ve la necesidad de construir maquinas termicas. Hasta esa fecha las fuentes de energia mecanica motriz de que disponia el hombre eran muy limitadas. Se circunscribian a energia muscular (hombre y animales), energia hidraulica (molinos hidraulicos) y energia eolica (navegacion y molinos de viento).
Se llego a la necesidad de disponer de carbon mineral,para ser usado en la industria de los metales, explotando los yacimientos de carbon mineral que se conocian desde la antiguedad pero que casi no se usaban pues era mas sencillo usar la madera. Sin embargo la explotacion del carbon implica la necesidad imperiosa de poder bombear el agua que normalmente abunda en estas minas.
Sin una fuente adecuada de energia mecanica la profundidad maxima a explotar en una mina queda muy limitada.
Despues de variados intentos se llego a la construccion de la Maquina de Savery a inicios del Siglo XVII. El principio de funcionamiento de la misma se ilustra a continuacion. Es un hito historico pues se trata de la primera maquina a vapor practica. Es cierto que solo sirve para bombear agua y que su eficiencia es muy baja, pero permitia bombear agua desde las minas de carbon. Con el combustible al lado de la maquina, el tema de la eficiencia pierde importancia.
Thomas Savery (1650-1715),tuvo la idea de producir vapor en un recipiente separado 1,llamado la caldera y empujaba a el agua por medio del vapor,este vapor llenaba al tanque 2 y a la columna 5.En ese momento se cierra la valvula 3 , el tanque 2 es enfriado por medio de agua fria,proveniente de 6 y el vapor condensa creando un vacio en el tanque 2.
El agua del tanque 4 era aspirada y se llenaba al tanque 2,por ultimo,se abria la valvula 3 dejando que el vapor bajo presion empuje el agua del tanque y la suba por la columna5,comenzando de nuevo el ciclo.