La Energía eléctrica (1907-10-10 00:00:00), página 2

Afirmando las ideas, nos permitimos aplicar las ideas de Carnot al ciclo de una máquina ordinaria.

Ciclo de Carnot.

1.a Vapor en la caldera; contacto con el agua que es intermediaria del hogar; conductibilidad perfecta; en un momento dado se le pone en comunicación con el cilindro; su volumen aumenta; su presión disminuye; su temperatura es constante. (Línea del ciclo.—Isotherma.—T₁.)

2.a Vapor en el cilindro.—Recinto desprovisto de conductibilidad, cuyas paredes no ceden ni toman calor; continúa la expansión y baja la temperatura. (Línea del ciclo.—Adiabática.)

3.a Vapor en el refrigerante.—Llevado al refrigerante, de conductibilidad perfecta, de capacidad infinita, puede ser considerado como que el vapor a la temperatura de T₄, se comprime. (Línea del ciclo.—Isotherma.—T₄.)

4.a Para que se cierre el ciclo precisa llevar el vapor, ya con volumen igual al primitivo, desde T₄ a T₁; en las máquinas se considera que la nueva fase está suplida con nueva producción de vapor; el ciclo no se ha cerrado, como es natural, ya que la máquina ha producido un trabajo.

Si al expansionarse produjo un trabajo, lo absorbe, en cambio, para pasar por compresión desde las temperaturas T₂ á T₁; esto niega una vez más la posibilidad del movimiento continuo.

b) Transformaciones reversibles de un cuerpo homogéneo é isotrópico sometido a acciones mecánicas, térmicas ó eléctricas.—Para hacer sufrir á un cuerpo una transformación reversible, es preciso suponer que sucesivamente es puesto en relación térmica, elástica ó eléctrica con medios que difieren poco de él en temperatura, presión ó potencial en el momento considerado, prolongándose cada operación durante el tiempo suficiente para que el cuerpo se equilibre con el medio.

Las transformaciones que se van á estudiar se obtienen por comunicación con dos especies de fuentes á la vez: fuentes de electricidad y de calor, de electricidad y de energía mecánica, y por último, de éstas y de calor. Cada caso se subdivide en dos más sencillos, definidos por la condición siguiente: de las dos especies de manantiales que provocan la transformación, uno subsistirá en su mismo estado siempre, de modo que en cualquiera de los casos á estudiar, siempre serán las transformaciones ó equipotenciales ó isothermas ó isobares. Las seis transformaciones presentan la particularidad de que sus puntos sucesivos, recorridos en un sentido ó en otro, representan las fases posibles de la transformación del cuerpo, que no puede volver á su estado anterior más que recorriendo el ciclo en sentido inverso.

El estado de un cuerpo está definido, desde el punto de vista de sus propiedades térmicas, elásticas ó eléctricas por sus tres tensiones: temperatura, presión y potencial. Todas las otras magnitudes, susceptibles de medida, determinadas en cada estado particular del cuerpo, son funciones de esas variables, cuya representación gráfica ya veremos.

A. TRANSFORMACIÓN DE UN CUERPO AISLADO DESDE EL PUNTO DE VISTA MECÁNICO.—I.º Transformación equipotencial.—Un cuerpo aislado desde el punto de vista mecánico, es decir, conservando un volumen constante, se pone en comunicación permanente con un manantial de electricidad del mismo potencial, y sucesivamente en comunicación térmica con diferentes fuentes de calor, cuyas temperaturas varían de un modo continuo. El cuerpo sufrirá, evidentemente, transformaciones bien definidas, cambiando energía bajo la forma eléctrica con la fuente única de electricidad, y bajo forma de calor con las fuentes sucesivas, con las cuales se pone en relación. Si no se pretende que la transformación retroceda ó se invierta, será preciso que las temperaturas de las fuentes térmicas marchen siempre creciendo ó decreciendo; el cuerpo no volverá adquirir un estado anterior. Su potencial quedará fijo, pero su presión y su entropía variarán con la temperatura y serán, en cada momento, funciones bien definidas de aquélla.

El cuerpo no admite cambio de energía calorífica más que con las fuentes de calor; según que esté sometido á una variación positiva ó negativa, absorberá ó perderá calor, y el crecimiento de su entropía será del mismo signo que el incremento de su temperatura.

Ese cuerpo, que es de dimensiones finitas, puede considerársele como fuente de electricidad, cuyo potencial sea constante, á pesar de los cambios de energía eléctrica que puede efectuar con los otros cuerpos, gracias á las relaciones que existen con manantiales de calor de temperaturas convenientes.

2.º Transformación isoterma.—En lugar de poner el cuerpo cuyo volumen permanece constante, en comunicación permanente con un manantial de electricidad, pongámosle en contacto con otro de calor