Ud. puede no saber, pero la termodin\u00e1mica est\u00e1 presente en su d\u00eda a d\u00eda de trabajo Esa palabra tiene origen en la lengua griega e indica la relaci\u00f3n entre la energ\u00eda t\u00e9rmica (therme) y la fuerza mec\u00e1nica (dynamis).\u00a0<\/p>\n
Esa es la rama de la ciencia que estudia los procesos de transferencia de calor, incluyendo aspectos como la variaci\u00f3n de la temperatura, la presi\u00f3n y el volumen.<\/p>\n
El ciclo de refrigeraci\u00f3n est\u00e1 totalmente basado en la termodin\u00e1mica: est\u00e1 relacionado a la remoci\u00f3n del calor de un cuerpo (objeto o sustancia), transfiri\u00e9ndolo para otro, como se puede ver en la ilustraci\u00f3n de la p\u00e1gina 18.\u00a0<\/p>\n
En ese proceso, el calor siempre fluye del cuerpo con temperatura m\u00e1s alta para el que presenta temperatura m\u00e1s baja.\u00a0<\/p>\n
En tales intercambios t\u00e9rmicos, la transferencia de calor puede ocu\u00adrrir por medio de tres diferentes procesos, que la refrigeraci\u00f3n utiliza o que tienen impacto en su eficiencia:<\/p>\n
\u2022 Convecci\u00f3n;<\/p>\n
\u2022 Conducci\u00f3n;<\/p>\n
\u2022 Irradiaci\u00f3n.<\/p>\n
La convecci\u00f3n es el proceso m\u00e1s directamente presente en los equipos de refrigeraci\u00f3n con los cuales Ud. trabaja.\u00a0<\/p>\n
Ocurre principalmente en los fluidos (l\u00edquidos y gases). Es consecuencia de la circulaci\u00f3n de un fluido, que puede ocurrir de forma natural, por la diferencia de temperatura en partes de ese fluido, o forzada, por medio de un ventilador. Los intercambios de calor que tienen lugar en el evaporador y condensador son ejemplos de convecci\u00f3n.<\/p>\n
Ya la conducci\u00f3n ocurre entre dos cuerpos de diferentes temperaturas, o en un mismo cuerpo, siempre del punto m\u00e1s caliente para el m\u00e1s fr\u00edo. Est\u00e1 relacionada a la conductividad t\u00e9rmica de cada material.\u00a0<\/p>\n
En relaci\u00f3n a ese proceso, es importante recordar que lo que define un aislante t\u00e9rmico es su baja conductividad t\u00e9rmica, que es fundamental para un sistema de refrigeraci\u00f3n eficiente. Es el caso, por ejemplo, del poliuretano, usado para aislar los gabinetes, manteniendo la temperatura interna del refrigerador m\u00e1s baja que la del ambiente externo.<\/p>\n
La irradiaci\u00f3n no se utiliza en la refrigeraci\u00f3n, pero tiene influencia sobre el desempe\u00f1o de los equipos. Ocurre a trav\u00e9s de ondas electromagn\u00e9ticas, especialmente las radiaciones infrarrojas, aunque no haya contacto directo entre los cuerpos o las sustancias. Un ejemplo es el calentamiento de la Tierra por el sol, en que tal contacto no existe, pero hay transferencia de calor. Otras fuentes de calor \u2013 como m\u00e1quinas o el fuego \u2013 provocan el mismo efecto.\u00a0<\/p>\n
Sobre la irradiaci\u00f3n, se debe recordar la importancia de mantener los equipos de refrigeraci\u00f3n alejados de todo tipo de fuente de calor, para que su rendimiento no se vea comprometido por el calentamiento.<\/p>\n
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Los conceptos de la termodin\u00e1mica comenzaran a desarrollarse en el siglo 17, con las primeras experiencias cient\u00edficas sobre presi\u00f3n, temperatura y volumen. Los estudios avanzaron a lo largo del tiempo hasta que en 1824 el cient\u00edfico franc\u00e9s Sadi Carnot publicase un texto que fue el fundamento de la termodin\u00e1mica moderna. \u00a0<\/p>\n
Despu\u00e9s de Carnot, se desarrollaron las definiciones usadas hasta el momento para los principios de esa ciencia, que se conocen como las Leyes de la Termodin\u00e1mica.\u00a0<\/p>\n
Ley cero de la Termodin\u00e1mica<\/strong>: Si dos cuerpos est\u00e1n en equilibrio t\u00e9rmico con un tercero, estos est\u00e1n a su vez en equilibrio t\u00e9rmico entre s\u00ed.\u00a0<\/p>\n Esa ley fue la que permiti\u00f3 la definici\u00f3n de escalas de temperatura, como las que se expresan en grados Celsius, Fahrenheit o Kelvin.<\/p>\n Primera Ley de la Termodin\u00e1mica<\/strong>: El calor recibido por un sistema es igual a la suma entre la variaci\u00f3n de la energ\u00eda interna del sistema y el trabajo efectuado por el sistema.<\/p>\n Esa ley es la que tiene m\u00e1s relaci\u00f3n con los refrigeradores modernos, pues define que es posible aumentar la temperatura de un sistema tanto por la adici\u00f3n \u00a0de calor (energ\u00eda t\u00e9rmica) como efectuando trabajo sobre \u00e9l.<\/p>\n Segunda Ley de la Termodin\u00e1mica<\/strong>: existen tres maneras de expresar esa ley, que fueron desarrolladas por cient\u00edficos que percibieron la necesidad de poner en relieve determinados aspectos:<\/p>\n \u2022 Es imposible remover energ\u00eda t\u00e9rmica de un sistema a una temperatura y convertir esa energ\u00eda integralmente en trabajo mec\u00e1nico sin que ocurra una modificaci\u00f3n en el sistema o en sus cercan\u00edas. (Enunciado de Kelvin)<\/p>\n \u2022 No existe ning\u00fan proceso en que el \u00fanico efecto de energ\u00eda t\u00e9rmica sea la transferencia de energ\u00eda de un cuerpo fr\u00edo para otro caliente. (Enunciado de Clausius)<\/p>\n \u2022 Es imposible que una m\u00e1quina t\u00e9rmica, operando en ciclos, tenga como \u00fanico efecto la extracci\u00f3n de calor de una fuente y la ejecuci\u00f3n de trabajo integral de esa cantidad de energ\u00eda. (Enunciado de Kelvin-Planck).<\/p>\n [\/box]<\/p>\n Es importante saber que los refrigeradores convencionales operan teniendo en cuenta el ciclo de compresi\u00f3n mec\u00e1nica de vapor. \u00a0Pero \u00bfqu\u00e9 significa eso?\u00a0<\/p>\n Primero, es necesario recordar que ese ciclo tiene como fundamento el proceso de cambio del estado f\u00edsico del fluido refrigerante (de l\u00edquido para gaseoso y viceversa). Esas sustancias se condensan (se vuelven l\u00edquidas) a altas presiones y evaporan (se convierten en gases) a bajas presiones. \u00a0<\/p>\n La generaci\u00f3n del fr\u00edo en los sistemas de refrigeraci\u00f3n ocurre exactamente por el cambio de estado de ese fluido refrigerante de l\u00edquido para gaseoso.\u00a0<\/p>\n Ese proceso depende del trabajo del compresor \u2013 que utiliza energ\u00eda mec\u00e1nica para comprimir el fluido refrigerante que viene del evaporador en la fase gaseosa.<\/p>\n Con esa compresi\u00f3n, aumentan la presi\u00f3n y temperatura del fluido refrigerante. Cuando entra en el condensador, el fluido refrigerante transfiere calor al medio ambiente, lo que hace con que su temperatura disminuya y ocurra la condensaci\u00f3n, que es el proceso de cambio de fase de gaseoso para l\u00edquido.\u00a0<\/p>\n A continuaci\u00f3n, el fluido refrigerante pasa por el elemento de control \u2013 tubo capilar o v\u00e1lvula de expansi\u00f3n \u2013, que, por medio de un estrechamiento o restricci\u00f3n, vuelve m\u00e1s lento su pasaje para el evaporador, provocando la disminuci\u00f3n de su presi\u00f3n.\u00a0<\/p>\n El fluido refrigerante llega l\u00edquido y en baja presi\u00f3n al evaporador, a lo largo del cual cambia de fase nuevamente, de l\u00edquido para gaseoso. Al cambiar de fase, absorbe el calor presente en los alimentos que est\u00e1n en el gabinete del refrigerador y retorna al compresor, reinici\u00e1ndose el ciclo de refrigeraci\u00f3n.<\/p>\n \u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Ud. puede no saber, pero la termodin\u00e1mica est\u00e1 presente en su d\u00eda a d\u00eda de trabajo Esa palabra tiene origen en la lengua griega e indica la relaci\u00f3n entre la energ\u00eda t\u00e9rmica (therme) y la fuerza mec\u00e1nica (dynamis).\u00a0 Esa es la rama de la ciencia que estudia los procesos de transferencia de calor, incluyendo aspectos […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":5439,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[49],"tags":[],"acf":[],"yoast_head":"\nEl ciclo de refrigeraci\u00f3n y la termodin\u00e1mica<\/h4>\n