“Dame una alta relación de compresión y moveré la Tierra.” — (R. Diesel, paráfrasis apócrifa 🤓)

1. Panorama general

El ciclo Diesel ideal consta de cuatro procesos de aire‑estándar (suponemos aire como gas perfecto, \(c_p,c_v\) constantes):

Los pares clave:

Relación de compresión    \[  r \;=\; \frac{V_1}{V_2}  \]

Relación de corte (cut‑off)    \[  \rho \;=\; \frac{V_3}{V_2}  \]

Exponente adiabático    \[  \gamma \;=\; \frac{c_p}{c_v} \approx 1{,}4 \text{ para aire}  \]

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2. Trabajo y calor en cada fase

Compresión (1→2)     \[   W_{1\rightarrow2} \;=\; -\,\frac{c_v (T_2-T_1)}{1-\gamma}   \]

Calor añadido (2→3)     \[   Q_{2\rightarrow3} \;=\; c_p (T_3 - T_2)   \]

Expansión (3→4)     \[   W_{3\rightarrow4} \;=\; +\,\frac{c_v (T_3-T_4)}{1-\gamma}   \]

Calor rechazado (4→1)     \[   Q_{4\rightarrow1} \;=\; c_v (T_4 - T_1)   \]

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3. Eficiencia térmica

Partimos de la definición   \[ \eta \;=\; 1 - \frac{Q_\text{rechazado}}{Q_\text{aportado}} \]

Para el ciclo Diesel ideal, usando relaciones de proceso isentrópico:

\[ \boxed{ \eta_{\text{Diesel}} \;=\; 1 -\; \frac{1}{r^{\gamma-1}} \,\cdot\, \frac{\rho^{\gamma}-1}{\gamma(\rho-1)} } \]

Observa que:

• A igualdad de \(r\), aumentar \(\rho\) (combustión más larga) baja \(\eta\).
• Los motores Diesel reales usan \(r\approx 14{-}22\), favoreciendo alta eficiencia y torque monstruoso.

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4. Comparación con el ciclo Otto

El ciclo Otto (gasolina) no tiene fase a presión constante; el calor entra a volumen constante. Su eficiencia es   \[ \eta_{\text{Otto}} = 1 - \frac{1}{r^{\gamma-1}} \]

Por tanto, para el mismo \(r\) y \(\gamma\): \(\eta_{\text{Diesel}} < \eta_{\text{Otto}}\).   Pero como los motores Diesel aguantan compresiones mucho mayores (no hay pre‑ignición), en la práctica logran eficiencias iguales o superiores. 💪🏽

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5. Más allá del modelo ideal

• Turbocargadores elevan la masa de aire 🤘
• Inyección common‑rail controla finamente el perfil de \(Q_{2\rightarrow3}\).
• Combustibles alternos (biodiésel, HVO) cambian el valor calorífico y la cinética de combustión.

⚡ Dato curioso automotriz: El icónico Mercedes‑Benz W123 300D de los 80s era tan confiable en Latinoamérica que muchos taxis en Buenos Aires sobrepasan ¡un millón de km!

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6. Cierre: ¿por qué nos importa?

El ciclo Diesel es el caballo de batalla de la logística mundial. Entender sus fundamentos termodinámicos ayuda a diseñar motores más limpios y a evaluar tecnologías emergentes (gasolina de alta compresión, híbridos diésel‑eléctricos, e‑fuels).   Si comprendes estas ecuaciones, podrás evaluar críticamente cualquier titular sobre “el fin del diésel”… y aún tocar Norteño en la guitarrita mientras tu camión arranca con un rugido grave y afinado. 🎸🚚

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