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UNIDAD1.
CONCEPTOS BÁSICOS
1. Qué es la termodinámica y energía
La palabra termodinámica proviene del vocablo griego termos (calor) dynamics
(potencia).
Es la ciencia que estudia los cambios de energía y transformaciones incluida la
producción de potencia y la refrigeración.
Aspectos importantes
A. ley de conservación de energía, establece que la energía en un proceso puede cambiar
de forma, pero la cantidad de energía total permanece constante, la energía ni se crea
ni se destruye, si no que se transforma.
B. Aspectos historicos:
 Desde la creación del universo han existido los procesos termodinámicos, esta
aparece como ciencia hasta la construcción de la maquina de vapor en
Inglaterra, por Thomas Savery en 1697.



La primera y segunda ley de la termodinámica fueron postulados simultáneos en
la decada de 1850, por los trabajos de William Ranking, Rudolph Clausius, Lord
Kelvin.
El término de termodinámica es utilizado por primera vez en 1849 por Lord
Kelvin, en su obra maestra. El primer libro de termodinámica lo escribió William
Ranking.
La termodinámica es aplicada en cualquier actividad de ingeniería y en nuestra
vida se aplica en la cocina, en el carro, en el refrigerador, en el aire
acondicionado.
2. DIMENSIONES Y UNIDADES
Las cantidades físicas se caracterizan mediante dimensiones y las magnitudes asignadas a las
dimensiones se llaman unidades
a) Dimensiones Elementales o fundamentales
Masa (m)
Longitud(L)
Tiempo(t)
Temperatura(T)
b) Dimensiones secundarias o derivadas
Velocidad (v)
l/t
Volumen (V)
L3
Energía (E)
w/t
c) Homogeneidad adimensional
Se debe hacer un análisis dimensional, el cual debe ser consistente.
Ejercicios de aplicación
a) Determine la cantidad de aire contenido en su salón de clase, anote todas sus
consideraciones
b) Determine el peso de una persona en el meridiano ecuatorial y en la luna, cuales su
diferencia en la masa, explique todas sus observaciones y consideraciones.
3. PROPIEDADES DE UN SISTEMA
sistema
Alrededore
s
Frontera
a) Sistema termodinámico: es una cantidad de materia o una región de espacio
seleccionada para ser estudiada.
b) Alrededor: es la masa o la región que rodea a un elemento de volumen o sistema.
c) Frontera : es la superficie real o imaginaria que separa a nuestro sistema con los
alrededores, la frontera puede ser fija o móvil.
4-CLASES DE SISTEMA
 Cerrado: no existe cambio de masa pero si puede existir de trabajo y energía
agua
Calor
diferente
temperatura

Abierto: si hay intercambio de masa y energía.
 Aislado: no existe transferencia de energía ni de masa.
hielo
Aislante
Nota : las relaciones y fundamentos termodinámicos aplicables a sistemas cerrados son
diferentes a sistemas abiertos, por lo que es importante identificar el tipo de sistema antes de
iniciar su estudio y análisis.
ANÁLISIS
¿Qué es un sistema diatérmico?
4.Formas de energía
La energía en la naturaleza puede existir como:
 Térmica,
por potenciales térmicos
 Mecánica,
por diferencia de fuerzas
 Cinética,
originada por el movimiento ec = mv2/2
 Potencial,
originada por diferencia de posición de nivel con
respecto al centro de gravedad
 Eléctrica,
por potenciales eléctricos
 Magnética, por campos magnéticos y potenciales magnéticos
 Química,
por fuerzas de cohesión moleculares y de reacciones
Nuclear, por acción de electrones y protones en el átomo de partículas.…
Energía total: ∑ec+ep+eel+eq+en…
Otras Formas de estudiar la energía



Energía Macroscópica: son los que tiene un sistema como un todo
Energía Microscópica: se relaciona con la estructura de un sistema y el grado de su
actividad molecular U= energía interna.
ANÁLISIS
¿Porqué tendrá mayor energía interna un gas que un líquido y que un sólido?
5. ESTADO DE EQUILLIBRIO
Estado: son todas las condiciones y propiedades que describen o definen un sistema
En un sistema cerrado se fijan sus condiciones es decir que el sistema esta definido y s se
cambia uno de esas condiciones su estado cambia por ejemplo
M = 2 kg
T = 300 C
V = 2 m3
M = 1 kg
T = 400 C
V = 1,5 m3
ESTADO 1
ESTADO 2
Equilibrio: un sistema esta en equilibrio cuando las condiciones que lo definen no sufren
cambio con el tiempo ni el espacio
Temperatura
*20c
*20c
2hr
4hr
Tiempo
5.1 CLASES DE EQUILIBRIO
En referencia a las condiciones de equilibrio existen infinidad de relaciones de condiciones
de equilibrios según las conveniencias para estudiar un proceso entre los mas usuales son:
Equilibrios térmicos, químicos, mecánicos, y de fase entre otros.
5.2 Procesos
Cualquier cambio que experimenta un sistema de un estado a otro se denomina proceso por
ejemplo..Proceso de calentamiento, fermentación, compresión, entre otros.
5.2.1 clasificación de los procesos
 Proceso isotérmico se realiza a temperatura constante
 Proceso isobárico se realiza a presión constante
 Proceso isocorico o isotérmico se efectúa a volumen constante
 Proceso isoentalpico se realiza a entalpía constante
 Proceso isentrópico se realiza a entropía constante
 Procesos reversibles o cíclicos, cuando las condiciones iniciales y finales de un
proceso son iguales y no se observan cambio. El caso contrario es el irreversible.
5. LEYES DE LA TERMODINÁMICA
Ley cero
Ley primera
Ley segunda
el calor se transfiere de un sistema de mayor temperatura a uno menor
principio de la conservación de la energía
la cuala firma que los procesos suceden en cierta dirección, que la
energía tiene calidad y eficiencia.