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¿Por qué en el ciclo Diesel ideal se añade calor a presión constante si el volumen y la temperatura cambian simultáneamente? Aquí desmenuzamos el misterio termodinámico con claridad, humor y rigor técnico.
"El Otto es una explosión instantánea; el Diesel, un bolero lento y constante." — Sabiduría popular (o sea, yo)
Cuando estudias motores térmicos, siempre sale esto:
Pero espera… en un motor Diesel, ¿no se mueve el pistón mientras se quema el combustible? ¿Cómo puede entonces mantenerse constante la presión?
Recordemos rápido las etapas del ciclo Diesel ideal:
Etapa | Tipo de proceso | ¿Qué ocurre? |
---|---|---|
1→2 | Isentrópico (sin intercambio de calor) | Compresión |
2→3 | Isobárico (presión constante) | Adición de calor |
3→4 | Isentrópico | Expansión |
4→1 | Isocórico (volumen constante) | Rechazo de calor |
La clave está en la etapa 2→3. Allí ocurre el misterio.
La clave es la ley del gas ideal:
\[ P V = n R T \]
En la etapa 2→3:
Si el aumento en volumen \( V \) compensa exactamente el aumento de temperatura \( T \), la presión \( P \) permanece aproximadamente constante:
\[ P = \frac{n R T}{V} \quad \text{(se mantiene constante)} \]
En el motor real, la presión no es perfectamente plana, pero esta simplificación refleja bien la realidad.
Porque en Otto, la mezcla combustible-aire explota rápidamente con una chispa, en un instante y casi sin moverse el pistón. Por eso decimos que es a volumen constante.
La presión en un motor Diesel real forma una curva ligeramente elevada y luego descendente, pero modelarla como constante es suficiente para entender su esencia termodinámica.
Otto vs Diesel | Otto | Diesel |
---|---|---|
Calor añadido | Volumen constante | Presión constante |
Ignición | Por chispa | Por compresión |
Combustión | Rápida (explosiva) | Lenta (controlada) |
Dato cultural random:
El compositor George Antheil estrenó en 1926 su obra "Ballet Mécanique", inspirada en sonidos industriales incluyendo motores de avión. ¡Un motor Diesel convertido en arte antes de que fuera popular! 🎼🛠️