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NO ME SALEN
(APUNTES TEÓRICOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
MAQUINAS FRIGORIFICAS
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Este es el esquema típico de una máquina frigorífica (que no deja de ser una máquina térmica más) trabajando a régimen constante (o sea, sin variar su propia temperatura), y por lo tanto manteniendo constante su energía interna, ΔU = 0. Voy a usar como ejemplo típico una heladera. |
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Los elementos que componen el esquema son: |
- La fuente fría, acá representada con el rectángulo blanco (que podría ser el gabinete interior de una heladera, donde están los alimentos). La temperatura de la fuente es, T1.
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- La fuente caliente, acá representada con el rectángulo verde (que podría ser el medio ambiente). La temperatura de la fuente caliente es T2, con T1 < T2, lógicamente.
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- La máquina propiamente dicha que, por lo general, funciona cíclicamente.
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- Las tres flechas son: Q1 el calor tomado de la fuente fría; Q2 el calor despedido hacia al ambiente; y L el trabajo realizado sobre la máquina (habitualmente un motor eléctrico que está justo al lado de la máquina propiamente dicha).
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Lógicamente, toda máquina frigorífica que se precie, debe cumplir ciegamente el primer principio de la termodinámica: Q1 – Q2 = W . Fijate que acá el trabajo debe ser negativo ya que la máquina lo recibe (todo el mundo sabe que la heladera no funciona si no se la enchufa) con lo cual, podrás concluir que la máquina frigorífica calienta más que enfría.
Eficiencia (Rendimiento)
El concepto de eficiencia, e, en termodinámica es lo mismo que rendimiento (conceptualmente hablando) y no es diferente que en el lenguaje coloquial. Una máquina (como un negocio) es más eficiente cuanto mayor sea el beneficio y cuanto menor sea el costo o la inversión. En el caso de la máquina frigorífica el beneficio es claramente calor extraído de la fuente fría (el gabinete de la heladera, la habitación con aire acondicionado, lo que sea) y la inversión es el trabajo del motorcito eléctrico que enchufamos a la corriente domiciliaria y después nos llega la factura. |
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W o L
son símbolos alternativos para
trabajo |
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Como es fácil deducir de la definición, la eficiencia -igual que el rendimiento- es un número, no tiene unidades. |
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| NOTA: en la literatura, los códigos, posiciones y subíndices para los elementos del esquema de la máquina térmica varían ampliamente. Es muy común C para la fuente caliente (en lugar de 1) y F para la fuente fría (en lugar de 2), lo mismo para los calores. Las posiciones -arriba o abajo- de las fuentes también varían. |
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| CHISMES IMPORTANTES |
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- El Segundo Principio de la Termodinámica permite calcular una eficiencia máxima, eM, que depende de la temperatura exterior e interior del refrigerador y es igual a:
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- La eficiencia de una heladera doméstica ronda el valor de 4, mientras que la eficiencia máxima (impuesta por el 2do. principio) ronda el 16.
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PREGUNTAS CAPCIOSAS |
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- ¿Tiene sentido abrir la puerta de la heladera para enfriar la cocina?
- ¿Para qué sirve ese enrejado negro que tienen las heladeras en la parte trasera? (Y no contestes que para juntar mugre porque aunque eso sea cierto sabés que está para otra cosa).
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Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización jul-09. Buenos Aires, Argentina. |
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