Proyecto de máquina de Vapor (maqueta)

En el equipo de laboratorio decidimos hacer esta maqueta como representación de una máquina de vapor. El objetivo era identificar las partes que conforman a esta máquina, así mismo decir para que servía cada cosa.
Cuenta con un lugar donde se da el calor, en este caso es fuego que será el combustible de nuestra máquina, sube en un apartado (la caldera) donde se guarda todo el vapor, el cual será energía para más tarde, ese vapor pasa por un tubo, donde la energía es necesitada para mover un pistón, el cual al moverse producirá energía que pasará por una belda y hará girar la rueda, cuando esta rueda gire moverá una correa que dará energía al generador y está producirá electricidad o movimiento.

Para esta máquina se utiliza la segunda ley de la Termodinámica, y no se puede creer como una máquina tan simple haya creado una Revolución Industrial.

Segunda Ley de la Termodinámica

La segunda ley de la termodinámica es un principio general que impone restricciones a la dirección de la transferencia de calor, y a la eficiencia posible en los motores térmicos. De este modo, va más allá de las limitaciones impuestas por la primera ley de la termodinámica. Sus implicaciones se pueden visualizar en términos de la analogía con la cascada.

Se habla aquí de un equilibrio térmico, pues en este es necesario una transferencia de energía.

Segunda ley de la termodinámica: en cualquier proceso cíclico, la entropía aumentará, o permanecerá igual.

Entropía:	Es una variable de estado cuyo cambio se define por un proceso reversible en T, y donde Q es el calor absorbido.
Entropía:	una medida de la cantidad de energía que no está disponible para realizar trabajo.
Entropía:	una medida del desorden de un sistema.
Entropía:	una medida de la multiplicidad de un sistema.

La primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica enuncia: "La primera ley de la termodinámica es  la ley de conservación de la energía, que asegura que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva"


Esta primera ley se refiere a un sistema, donde la caracterización macroscópica se representa de manera microscópica, pues todas las energías posibles se encuentran aquí, la manera en la que presentan su acomodo, hace posible que su energía siempre se encuentra conservada, y esta no se destruya. Estas energías conforman su energía interna. El trabajo termodinámico se refiere a la transferencia de energía entre el sistema y métodos que no dependen de la diferencia de temperatura entre ambos 

Propiedades térmicas

Para comprender mejor este tema, es necesario recordar los siguientes conceptos:
Calor:
Esta es la energía que pasa de un cuerpo a otro cuando hay una diferencia de temperatura actuando en favor del gradiente. Se puede medir en cal, kcal, y BTU

Equilibrio Térmico
Logramos encontrarlo cuando juntamos un cuerpo con temperatura alta y otro con una temperatura más baja que la del anterior, estos hacen un cambio de energía donde el de menos calor obtiene energía y el de más temperatura hace una transferencia de energía y pierde temperatura.

Temperatura
Es la energía térmica interna, más específicamente relacionada con la parte de la energía conocida como "energía cinética"
 

Las propiedades térmicas son referidas a la capacidad que tiene un cuerpo de comportarse al calor (energía) y de poder tomar estas definiciones para si mismo; de poder demostrarlas.
Cabe mencionar que hay más propiedades térmicas, que me gustarían mencionar:

Conductividad
Es la capacidad de conducir o transmitir el calor (transferir el movimiento cinético de sus moléculas) a otras sustancias con las que esta en contacto

Resistividad 
Capacidad de los materiales de oponerse al paso del calor

Dilatación
Es el aumento de tamaño que sufre un material al aumento de calor.

Contracción
Es lo contrario de la dilatación. Es la reducción de tamaño que un material experimenta un material cuando la temperatura desciende.

Fusibilidad
Es la capacidad de un material de fundirse, pasar de sólido a líquido o viceversa. Viene determinado por el punto de fusión

Soldabilidad
Capacidad de un cuerpo de soldarse con otro material o consigo mismo

Calor Especifico
Cantidad de calor que por kilogramo necesita un cuerpo para que su temperatura se eleve en un grado centígrado

Calor latente
Es la energía requerida por la cantidad de sustancia para cambiar de fases

Transformaciones y transferencia de energía

Para hacer más comprensible para el lector y para mi persona, decidí hacer este esquema, pues el tema de la energía es un tema extenso pero explicado de esta forma, me parece que la lectura es más amena.

Energía Mecánica y Trabajo

Como podemos observar en el cuadro sinóptico la energía mecánica se refiere a la capacidad que tiene un cuerpode realizar un trabajo, y esta a su vez se divide en dos fases

Energía cinética:
Es la fuerza que produce un cuerpo gracias a la energía potencia. Podemos entenderlo mejor con el ejemplo de dejar caer una pelota, mientras esta cae, su energía potencial esta en su clímax, pues esta es la fuerza que produce la pelota
Su fórmula es: mV²/ 2
                      

Energía potencial: 
Esta energía es dada por la posición y condición. Para dejar caer esta pelota su posición era a unos 25m de altura, y su condición era su masa, ya que este factor es el que le permite caer. 
Su fórmula es: mgh

Energía Mecánica:
También se le puede definir como "trabajo" y esta es la suma de las dos energías

Trabajo:
Acción que realiza un trabajo
 t= Fd Cos º

Segunda Ley de Newton

La segunda ley de Newton enuncia lo siguiente:
"...Aplicar una fuerza constante a la masa para que el cuerpo se acelere proporcionalmente"
Su segunda ley habla del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, que como característica principal tiene que la aceleración es proporcional y así mismo constante.

Cuando dejamos caer un objeto al vació comprobaremos que la aceleración es constante, como se ve en la imágen; podemos ver que si se suelta el objeto, la fuerza ejercida ser la misma al principio y al final,  a esto es a lo que llamamos MRUA.

Otra característica que me gustaría destacar es que cuando se gráfica este tipo de movimiento, cuenta con características que nos ayudarás a su fácil detección

Como observamos la distancia con respecto al tiempo es una semiparábola
La velocidad es una línea recta
y la aceleración esta conformado por un segmento que sube pero se mantiene constante