Divulgación No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

[hami]

Hola a todos : Soy nuevo en el foro y me estreno con esta cuestión. Estoy interesado en el funcionamiento de los motores de stirling y no termino de comprender algunas de las cosas que he visto.
Cuando el pistón se expande gracias a la sobrepresión provocada por el calentamiento del aire se supone que es una expansión isoterma con lo cual se relaja la presión del interior del cilindro.Pero eso es lo que no veo. Si el pistón está en contacto en su parte exterior con la atmósfera para mi sería una expansión isóbara, a presión constante, con lo que no habría relajación de la presión. Es más, creo que lo que no entiendo es como se puede producir una expansión isoterma de modo natural,porque todos los ejemplos que se me ocurren son con cilindros y émbolos,pero no veo como la presión externa se puede ir rebajando igual que la del gas para que realmente sea un proceso reversible. O sea, que lo estoy liando y no veo donde.
¿podeis echarme una mano?

Gracias y un saludo a todos

[Entro]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

Eso te lo explica Dj_jara en un santiamén...

[Dj_jara]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

En este enlace esta ilustrado el funcionamiento http://www2.ubu.es/ingelec/maqmot/StirlingWeb/index.htm

El gas de dentro del motor en ningún momento se pone en contacto con el aire exterior lo que esta en contacto es el pistón y para asegurarse que el pistón no salga disparado debido a que la presión exterior es inferior a la interior se utilizara algún método supongo

[skynet]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

Pero eso es lo que no veo. Si el pistón está en contacto en su parte exterior con la atmósfera para mi sería una expansión isóbara, a presión constante, con lo que no habría relajación de la presión.

supon que el piston está unido a un eje y éste a un volante de inercia de modo que el trabajo que ejerce el pistón no actúa sólo sobre la presion atmosferica, así verás que la presion a la que se ejerce la expansión es la del interior del cilindro, no la del exterior.

durante la fase (2-3) de calentamiento a volumen constante la presion aumenta por encima de la presion atmosferica hasta una presion P3 de modo que cuando se inicia la fase (3-4) de expansion isoterma esta presion es P3 y va disminuyendo durante toda esta fase pero es siempre superior a la presion atmosferica.

[hami]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

Muchas gracias supernena,acabo de leer tu mensaje y me resulta muy aclaratorio. Creo que lo tengo claro aunque tratar de entender como el volante de inercia ayuda en cada instante a rebajar la presión de forma adecuada en el proceso de expansión me resulta algo lioso. Pero por lo menos veo el error de mi planteamiento inicial.
Gracias!!

[skynet]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

dices: "aunque tratar de entender como el volante de inercia ayuda en cada instante a rebajar la presión de forma adecuada en el proceso de expansión me resulta algo lioso.".......en realidad es muy sencillo, en todo instante la fuerza neta ejercida por el cilindro (debido a su presión interna menos la presión atmosferica) está ejerciendose sobre el volante de modo que lo acelera, tambien podría ejercer trabajo sobre cualquier mecanismo en lugar de un volante, de hecho todas las máquinas termicas necesitan estar acopladas a algún lugar en donde ejercer el trabajo, es un supuesto que se da por hecho de forma tácita.

el verdadero problema de es mantener la temperatura constante durante la expansión, para ello has de suponer por un lado que el gas esta en todo momento a la temperatura del foco caliente (no hay gradiente de temperatura) y por otro lado que la velocidad de transmision termica es suficientemente elevada.....dos supuestos contradictorios...por cierto que el ciclo de carnot tambien consta de expansiones y compresiones isotermas

[hami]

Re: No entiendo la expansión isoterma del motor de stirling

Ok,supernena.Creo que ahora lo tengo mucho más claro.
Muchas gracias por tus explicaciones!!!

hami