Técnicas del automóvil motores

En las máquinas térmicas el sistema evoluciona en su interior a través de una serie de trans- fonnaciones, que forman una línea cerrada (Fig. 1.7) que se denomina ciclo. El estudio de estos ciclos se realiza descomponiéndolos en varias transformaciones teóricas conocidas, que son: Isócoras o a volumen constante: Son transformaciones en las que el sistema cambia de esta­ do sin variar su volumen específico, lo que puede lograrse calentando o enfriando el sistema, disponiéndose éste cerrado y con límites (paredes) rígidos. Su representación en el diagrama p-v es una paralela al eje de ordenadas (Fig. 1. 8 ). Figura 1.8 Isóbaras o a presión constante: En estas transformaciones tienen lugar los cambios de es­ tado sin variación de la presión, lo que puede lograrse calentando o enfriando un sistema cerra­ do como el de la Figura 1.9, en el que se mantenga constante la fuerza exterior y, en consecuen­ cia, la presión interior. En el diagrama p-v están representadas por una paralela al eje de abscisas (Fig. 1.8). Combinando las leyes de Mariotte y Gay-Lusac, se constata que el producto de la presión por el volumen es proporcional a la temperatura absoluta, de lo que se deduce PV = Cíe si T es cons­ tante, o bien P/T = Cte si V es constante. Figura 1.9 Isotermas o a temperatura constante: Una transformación se realiza por vía isoterma, cuando durante la misma la temperatura se mantiene constante. En ellas pueden variar, sin em­ bargo, tanto la presión como el volumen. Cuando un gas se comprime o expansiona isotérmica­ mente, sigue la ley de Boyle-Mariotte y en el diagrama p-v, la curva es la clásica hipérbola equilátera (Fig. 1.8). Para un gas perfecto, la ecuación de estado es: pv =RT, con lo cual, la ecuación de sus isotermas, teniendo en cuenta que RT es una constante para cada temperatura, queda: p v = cte. De esta forma, cuanto más alta sea la temperatura de la isoterma, la curva que­ dará desplazada más arriba en el diagrama. Adiabáticas o isoentrópicas: Una transformación es adiabática cuando durante toda ella no existe intercambio alguno de calor con el exterior. En el transcurso de una compresión rápida, el calor desarrollado por ella no tiene tiempo de ser evacuado por las paredes y lo contrario ocurre en una compresión lenta, que en este caso resulta isoterma. La ecuación de un proceso adiabático para los gases ideales es p vY=cte. En esta expresión, y e s el exponen­ te adiabático, diferente para cada tipo de gas, que en los biatómicos, como el aire, tiene por valor 1,4, y en los triatómicos como la mezcla de aire y gasolina, vale 1,33. Estas transfor­ maciones tienen lugar en sistemas adiabáticos, sin que se formen turbulencias mientras se realizan.