1. Introducción

“Todo gran poder viene de una gran caldera.” — Tío Ben (versión ingenieril)

El ciclo Rankine es el corazón de la mayoría de las centrales eléctricas a vapor. Mientras el Otto y el Diesel rugen bajo el cofre de tu coche, el Rankine susurra—o más bien silba—dentro de turbinas que iluminan ciudades enteras. Aquí vamos a desmenuzarlo paso a paso, sin perder el sentido del humor (ni la rigidez matemática).

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2. Ingredientes básicos

Necesitaremos además recordar:

• Primera ley: \( \Delta h = q - w \)
• Trabajo isentrópico: procesos adiabáticos reversibles ⇒ \(s = \text{cte}\)
• Propiedades de agua/vapor (tablas o software—no las incluyo para no romper Internet).

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3. El ciclo ideal — versión playlist de 4 tracks 🎧

En el diagrama \(T\!-\!s\):

1 → 2 (Isentrópica, bomba) El agua líquida comprimida sube de \(P_1\) a \(P_2\) casi sin cambiar de \(T\). \[ w_{12} \approx v_1 (P_2 - P_1) \]

2 → 3 (Calentamiento a presión constante) Pasa por la caldera: de subenfriada a mezcla y después a vapor sobrecalentado. \[ q_{23} = h_3 - h_2 \]

3 → 4 (Isentrópica, turbina) El vapor se expande haciendo trabajo mecánico: \[ w_{34} = h_3 - h_4 \]

4 → 1 (Condensación a presión constante) Se rechaza calor al ambiente hasta volver a líquido saturado: \[ q_{41} = h_4 - h_1 \]

1. ¿Para qué sirve el coeficiente U? 🏠🔥❄️

Cuando hay diferencia de temperatura, se fuga calor. El coeficiente global de transferencia \(U\) responde: ¿cuánto calor por segundo atraviesa esta pared/ventana por cada metro cuadrado y por cada grado de diferencia?

\[ \dot Q = U\,A\,\Delta T . \]

• \(U\) bajo ⇒ buena chamarra térmica. 🧥
• \(U\) alto ⇒ camiseta de red… brrr. 🥶

Si no viste el bloque “Transferencia de calor”: \(U\) empaqueta conducción + convección superficial (+ radiación si importa) en un número único.

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2. De \(R\) a \(U\) y viceversa 🔄

Cada capa ofrece una resistencia térmica \(R\) (cuanto más grande, mejor bloqueo). Para una sola capa homogénea de espesor \(L\) y conductividad \(k\):

\[ R = \frac{L}{k} . \]

Varias capas en serie (incluidas las “películas” de aire interior / exterior con coeficientes \(h_i,\,h_o\)):

\[ R_{\text{tot}} = \frac{1}{h_i} + \sum_j \frac{L_j}{k_j} + \frac{1}{h_o} . \]

El coeficiente global:

\[ U = \frac{1}{R_{\text{tot}}} . \]

Regla mental: \(R\) grande ⇔ \(U\) pequeño. Dobla \(R\) ⇒ mitad de \(U\).

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3. Materiales comunes 📊

Valores típicos a temperatura ambiente y seco. (Los reales varían con densidad, humedad, etc.)