OBJETIVOS: Conocer el experimento de equivalente mecnico de Joule al igual que los parmetros que intervienen para determinar su importancia en la termodinmica a travs de una investigacin bibliogrfica

Investigar los diferentes tipos de motores de combustin interna para determinar su importancia, aplicaciones, caractersticas y ciclos de combustin mediante un anlisis de sus singularidades y diferencias

Investigar el funcionamiento de los diferentes tipos de motores de combustin interna para establecer su ventajas y desventajas a travs del conocimiento de sus aplicaciones y ciclos de combustinMARCO TEORICOEXPERIMENTO DE JOULEEn el experimento de Joule se determina el equivalente mecnico del calor, es decir, la relacin entre la unidad de energa joule (julio) y la unidad de calor calora.Histricamente se tard bastante tiempo en comprender cul es la naturaleza del calor. En un primer momento se pensaba que el calor era un fluido (denominado calrico) que impregnaba los cuerpos y era responsable del calor que stos intercambiaban al ser puestos en contacto. En el siglo XIX, Joule ide un experimento para demostrar que el calor no era ms que una forma de energa, y que se poda obtener a partir de la energa mecnica. Dicho experimento se conoce como experimento de Joule para determinar el equivalente mecnico del calorAntes del experimento de Joule se pensaba que calor y energa eran dos magnitudes diferentes, por lo que las unidades en que se medan ambas eran tambin distintas. La unidad de calor que se empleaba era la calora. Con su experimento, Joule se propuso demostrar que se poda elevar la temperatura del agua transfirindole energa mecnica, Es decir, que la temperatura de un sistema puede elevarse dndole calor, pero tambin realizando un trabajo sobre l.

Descripcin del experimento de Joule

Joule encontr que la disminucin de energa potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. La constante de proporcionalidad (el calor especfico de agua) es igual a 4.186 J/(g C). Por tanto, 4.186 J de energa mecnica aumentan la temperatura de 1g de agua en 1 C. Se define la calora como 4.186 J sin referencia a la sustancia que se est calentando.1 cal=4.186 JEn la simulacin de la experiencia de Joule, se desprecia el equivalente en agua del calormetro, del termmetro, del eje y de las paletas, la prdida de energa por las paredes aislantes del recipiente del calormetro y otras prdidas debidas al rozamiento en las poleas, etc. Sea M la masa del bloque que cuelga y h su desplazamiento vertical m la masa de agua del calormetro la temperatura inicial del agua y T la temperatura final la aceleracin de la gravedadLa conversin de energa mecnica ntegramente en calor se expresa mediante la siguiente ecuacin.

Se despeja el calor especfico del agua que estar expresado en

Como el calor especfico del agua es por definicin , obtenemos la equivalencia entre las unidades de calor y de trabajo o energa.

MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA

Un motor de combustin interna, motor a explosin o motor a pistn, es un tipo de mquina que obtiene energa mecnica directamente de la energa qumica de un combustible que arde dentro de la cmara de combustin. Su nombre se debe a que dicha combustin se produce dentro de la mquina en fuera de la maquina en si misma

MOTOR DE DOS TIEMPOSEl motor de 2 tiempos es, junto al motor de 4 tiempos, un motor de combustin interna con un ciclo de cuatro fases de admisin, compresin, combustin y escape, como el de 4 tiempos, pero realizadas todas ellas en slo 2 tiempos, es decir, en dos movimientos del pistn.En un motor 2 tiempos se produce una explosin por cada vuelta de cigeal mientras que en un motor 4 tiempos se produce una explosin por cada dos vueltas de cigeal, lo que significa que a misma cilindrada se genera mayor potencia, pero tambin un mayor consumo de combustible.El rendimiento de este motor es inferior al del motor de cuatro tiempos, ya que tiene un rendimiento volumtrico menor y el escape de gases es menos eficaz. Tambin son ms contaminantes. Por otro lado, suelen dar ms potencia para la misma cilindrada, ya que este hace una explosin en cada revolucin del cigeal, mientras el motor de cuatro tiempos hace una explosin por cada dos revoluciones del mismo, y cuenta con ms partes mviles.Funcionamiento:

Pero hay ms, en ese movimiento descendiente el pistn empuja la mezcla nueva que haba entrado en su anterior subida, y al bajar transfiere la mezcla del crter a la cmara de combustin, preparando as el proceso para volver a comenzar de nuevo en el primer tiempo anteriormente descrito.

Caractersticas y diferencias entre los dos y los cuatro tiempos El motor de dos tiempos se diferencia en su construccin, del motor de cuatro tiempos Otto en las siguientes caractersticas: Ambas caras del pistn realizan una funcin simultneamente, a diferencia del motor de cuatro tiempos en el que nicamente esta Activa la cara superior. La entrada y salida de gases al motor se realiza a travs de las lumbreras (orificios situados en el cilindro). Este motor carece de las vlvulas que abren y cierran el paso de los gases en los motores de cuatro tiempos. El pistn dependiendo de la posicin que ocupa en el cilindro en cada momento abre o cierra el paso de gases a travs de las lumbreras. El crter del cigeal debe estar sellado y cumple la funcin de cmara de precompresin. En el motor de cuatro tiempos, por el contrario, el crter sirve de depsito de lubricante. La lubricacin, que en el motor de cuatro tiempos se efecta mediante el crter, en el motor de dos tiempos se consigue mezclando aceite con el combustible en una proporcin que vara entre el 2 y el 5 por ciento. Dado que esta mezcla est en contacto con todas las partes mviles del motor se consigue la adecuada lubricacin.

Ventajas

Desventajas

AplicacionesMotores de gasolina de dos tiempos se utilizan comnmente en alta potencia, aplicaciones porttiles como recortadoras de cable y motosierras. El peso total, y ligero partes giratorias ofrecen importantes ventajas de seguridad operacional y uniforme. Por ejemplo, un motor de cuatro tiempos a la alimentacin de una sierra de cadena que funciona en cualquier posicin sera mucho ms caro y complejo que un motor de dos tiempos que utiliza una mezcla de gasolina-aceite.Estos motores se utilizan para aplicaciones pequeas, porttiles o mquinas especializadas tales como motores fuera de borda, motocicletas de alto rendimiento, de pequea capacidad, ciclomotores, Underbones, scooters, tuk-tuks, motos de nieve, karts, ultraligeros, aviones modelo y cortadoras de csped y la suciedad motos.El ciclo de dos tiempos tambin se utiliza en muchos motores diesel, especialmente grandes motores industriales y marinos, as como algunos camiones y maquinaria pesada, pero diesel de dos tiempos no quemar el aceite lubricante y no tienen los problemas de emisiones dos motores de gasolina/gasolina tiempos.MOTOR DE TRES TIEMPOSEs una idea simple, si se sacan los gases de la combustin antes de que se inicie el 4 tiempo o por lo menos ms del 90 % de los mismos, no es necesario contar con una vlvula de escape de grandes dimensiones ni tampoco gastar energa en expulsar los gases.

MOTORES DE 4 TIEMPOS Los motores de 4 tiempos son los ms populares de la actualidad, casi en cualquier tipo de vehculo, y entre las motos se han terminado imponiendo a los motores de 2 tiempos casi en todas las disciplinas al ser ms limpios y menos contaminantes. Un motor de explosin con ciclo de 4 tiempos se compone por un cilindro, una biela, un cigeal, al menos dos vlvulas, una buja y muchos otros componentes que hacen que todo trabaje de forma coordinada. Para entender cmo es posible que una mezcla de gasolina y aire se convierta en movimiento te explicamos uno a uno cada uno de los 4 tiempos de este tipo de motor de combustin, o tambin llamado motor Otto.

Funcionamiento

Es ahora, con el pistn de nuevo en la parte superior cuando se inicia el ciclo de nuevo desde el principio. El pistn volver a bajar mientras que la vlvula de admisin se abre y deja pasar una nueva mezcla de gasolina y aire, y as una y otra vez.Ventajas: Consume menos. Ms autonoma Motor ms confiable Contamina menos Vibra menos Mejor torque

Desventajas: Ms peso Menos potencia Motor ms costoso al reparar

CONCLUSIONES La disminucin de energa potencial es proporcional al incremento de temperatura del agua. Para elevar la temperatura del kilogramo de agua 1 C (hasta 15.5C), o dicho de otro modo, para conseguir una energa de 1000 caloras, la energa potencial de la masa deba disminuir en 4180 Julios.

Un motor de combustin interna basa su funcionamiento, como su nombre lo indica, en el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cmara cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presin y generar con suficiente potencia el movimiento lineal alternativo del pistn

Los motores de combustin interna basan su funcionamiento en 4 fases que se producen de manera ordenada, las cuales son: Admisin, Compresin, Expansin y Escape, con la diferencia del nmero de ciclos o tiempos en los que los realiza. Los diferentes tipos de motores tienen sus ventajas y desventajas nicas que las hacen especiales para determinadas aplicaciones.BIBLIOGRAFA Termodinmica, Primer principio de la Termodinmica (En lnea) extrado el 10/12/13 desde: http://www.nebrija.es/~cmalagon/Fisica_I/transparencias/02-Termodinamica/08-Primer_principio.pdf Experimento de Joule, equivalente mecnico de calor (En lnea) extrado el 10/12/13 desde: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/joule/joule.htm Motor de dos tiempos (En lnea) extrado el 10/12/13 desde: http://80.32.206.136/Tecnologia_LCP/Documentos/MOTOR%20DE%20DOS%20TIEMPOS.pdf Cmo funciona el motor de 4 tiempos (En lnea) extrado el 10/12/13 desde: http://motos.about.com/od/mecanica-basica/ss/Como-Funciona-Un-Motor-De-4-Tiempos.htm