Ciclo de Carnot y Motores de Combustión Interna

Ciclo de Carnot

Este ciclo se conoce con el nombre de “Ciclo de Carnot” y es un ciclo reversible formado por dos transformaciones isotérmicas y otras dos adiabáticas. Es un ciclo teórico e ideal que no puede realizar ninguna máquina térmica. Un ciclo reversible es aquel que puede realizarse en sentido horario y antihorario, y además la inversión se puede realizar en cualquier punto.

Cálculo de la eficiencia o rendimiento:

1. Expansión isotérmica: El fluido absorbe un calor Q1 desde el foco caliente (Tc) manteniéndose a esa temperatura y realiza un trabajo, aumentando de volumen. Al no haber variación de temperatura, ΔU = 0
2. Expansión adiabática: El fluido realiza trabajo, aumentando de volumen, a expensas de su energía interna y disminuyendo su temperatura desde Tc hasta Tf. Q = 0
3. Compresión isotérmica: El fluido cede un calor Q2 al foco frío (Tf) sin variar de temperatura y recibe un trabajo, disminuyendo de volumen. Al no haber variación de temperatura, ΔU = 0
4. Compresión adiabática: El fluido recibe trabajo, disminuyendo de volumen, por lo que aumenta su energía interna y su temperatura desde Tf hasta Tc, cerrando el ciclo. Q = 0

Motor alternativo de combustión interna

Son motores térmicos que se clasifican según el combustible en:

• Motores de explosión o motor Otto: gasolina. La ignición de la mezcla gasolina-aire tiene lugar al producirse una chispa (bujía). Se llaman motores de encendido provocado (MEP). El carburador es el dispositivo encargado de realizar la mezcla de aire-combustible (actualmente no se utiliza, lo ha sustituido el inyector).
• Motores diesel: Son motores de encendido por compresión (MEC). La ignición se produce espontáneamente a medida que el combustible es inyectado en la cámara, cuando en esta se ha comprimido el aire a alta presión y temperatura. Los motores alternativos están constituidos por 1 ó más cilindros en cuyo interior se desliza de forma alternativa el émbolo o pistón. La parte superior se llama culata y contiene la cámara de compresión (y en los motores de explosión, la bujía). En la parte inferior se encuentra el cárter que contiene el aceite lubricante. El movimiento alternativo del pistón se transmite a la biela, y de ésta al cigüeñal, produciendo así un movimiento rotatorio que irá a la caja de cambios, diferencial y ruedas. Ciclo: el motor realiza un ciclo termodinámico que puede ser de 4 ó de 2 tiempos.

Motor de 4 tiempos:

El ciclo termodinámico se completa en cuatro carreras del émbolo y dos vueltas del cigüeñal. En estos motores, la renovación del combustible se controla mediante la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.