Ciclo de Carnot vs. Rankine
El ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine son dos ciclos discutidos en termodinámica. Estos se analizan en motores térmicos. Los motores térmicos son dispositivos o mecanismos que se utilizan para convertir el calor en trabajo. El ciclo de Carnot es un ciclo teórico, que da la máxima eficiencia que puede obtener un motor. El ciclo de Rankine es un ciclo práctico que se puede utilizar para calcular motores de la vida real. Es vital tener una comprensión adecuada de estos dos ciclos para sobresalir en termodinámica y cualquier campo relacionado con ella. En este artículo, discutiremos qué son el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine, sus definiciones, sus aplicaciones, las similitudes entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine y, finalmente, la diferencia entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine.
¿Qué es el ciclo de Carnot?
El ciclo de Carnot es un ciclo teórico que describe una máquina térmica. Antes de explicar el ciclo de Carnot, es necesario definir algunos términos. La fuente de calor se define como un dispositivo de temperatura constante, que proporcionará calor infinito. El disipador de calor es un dispositivo de temperatura constante, que absorberá una cantidad infinita de calor sin cambiar la temperatura. El motor es el dispositivo o el proceso que convierte el calor de la fuente de calor en trabajo. El ciclo de Carnot consta de cuatro pasos.
1. Expansión isotérmica reversible del gas: el motor está conectado térmicamente con la fuente. En este paso, el gas en expansión absorbe calor de la fuente y realiza trabajo en los alrededores. La temperatura del gas permanece constante.
2. Expansión adiabática reversible del gas: el sistema es adiabático, lo que significa que no es posible la transferencia de calor. El motor se saca de la fuente y se aísla. En este paso, el gas no absorbe calor de la fuente. El pistón continúa trabajando en el entorno.
3. Compresión isotérmica reversible: el motor se coloca en el fregadero y se contacta térmicamente. El gas se comprime para que el entorno realice un trabajo en el sistema.
4. Compresión adiabática reversible: el motor se saca del fregadero y se aísla. El entorno sigue trabajando en el sistema.
En el ciclo de Carnot, el trabajo total realizado viene dado por la diferencia entre el trabajo realizado en los alrededores (pasos 1 y 2) y el trabajo realizado por los alrededores (pasos 3 y 4). El ciclo de Carnot es la máquina térmica más eficiente en teoría. La eficiencia del ciclo de Carnot depende únicamente de las temperaturas de la fuente y el sumidero.
¿Qué es el ciclo de Rankine?
El ciclo de Rankine también es un ciclo que convierte el calor en trabajo. El ciclo Rankine es un ciclo utilizado en la práctica para sistemas que consisten en una turbina de vapor. Hay cuatro procesos principales en el ciclo de Rankine
1. El trabajo de un fluido a alta presión desde una baja presión
2. El calentamiento del fluido a alta presión en un vapor
3. El vapor se expande a través de una turbina que hace girar la turbina, generando así energía
4. El vapor se vuelve a enfriar dentro del condensador.
¿Cuál es la diferencia entre el ciclo de Carnot y el ciclo de Rankine?
• El ciclo de Carnot es un ciclo teórico, mientras que el ciclo de Rankine es práctico.
• El ciclo de Carnot asegura la máxima eficiencia en condiciones ideales, pero el ciclo de Rankine asegura el funcionamiento en condiciones reales.
• La eficiencia obtenida por el ciclo de Rankine es siempre inferior a la del ciclo de Carnot.
