¿Por qué es necesario comprimir el gas adiabáticamente después de la compresión isotérmica del gas? ¿Y si nos saltamos este paso? ¿Cuáles serán las consecuencias? Con "saltarse este paso", quiero decir que, después de la compresión isotérmica, sólo hay que poner en contacto el gas y el depósito caliente hasta que ambos alcancen la misma temperatura (durante esto mantenemos el volumen del gas constante), y después de esto seguimos los pasos habituales (es decir, la expansión isotérmica). Dado que no hay ninguna otra pérdida de calor (excepto la obvia amortiguación del calor durante la compresión isotérmica), ¿habrá algún efecto en la eficiencia? Corrígeme si me equivoco.
Respuesta
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¿Por qué necesitamos comprimir el gas adiabáticamente después de la isoterma compresión del gas? ¿Y si nos lo saltamos?
La respuesta corta es que es necesario para aumentar la temperatura y la energía interna del sistema a su estado original y completar el ciclo. El trabajo realizado en la compresión es igual al aumento de la energía interna (ya que $Q=0$ ). Si lo omitimos, su energía interna y su temperatura serían menores que al inicio del ciclo.
Al decir "saltarse este paso", me refiero a que, después de la compresión isotérmica, simplemente hacer el contacto del gas y el depósito caliente hasta que ambos tengan la misma temperatura (durante esto mantenemos el volumen del gas constante),
Para hacer lo que dices tendrías que continuar la compresión isotérmica hasta alcanzar el volumen inicial. Eso significa que se desecha más calor dejando menos para hacer trabajo disminuyendo la eficiencia. Además, tendrás que añadir más calor para volver al estado inicial durante el proceso de volumen constante, lo que reduce aún más la eficiencia, ya que la eficiencia es el trabajo neto realizado dividido por el calor bruto añadido.
El resultado final: Hacer lo que sugieres dará como resultado una eficiencia del ciclo menor que la eficiencia del ciclo de Carnot.
Espero que esto ayude.
