asignacion 1 mec d fluidos
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mecanica de fluidosTRANSCRIPT
Asignacioacuten 1
Consideraciones termodinaacutemicas en gases reales e ideales y ecuaciones de conservacioacuten
Angel Granado 8-869-1849
1MI-131
sub grupo B
a) iquestQueacute son propiedades intensivas y extensivas de un sistema
Las propiedades intensivas son aquellas independientes de la masa de un sistema como temperatura presioacuten y densidad Las propiedades extensivas son aquellas cuyos valores dependen del tamantildeo o extensioacuten del sistema
b) iquestQueacute son calores especiacuteficos (119888119901119888119907)
El calor especiacutefico se define como la energiacutea requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia En general esta energiacutea depende de coacutemo se ejecute el proceso En termodinaacutemica el intereacutes se centra en dos clases de calores especiacuteficos calor especiacutefico a volumen constante cv y calor
especiacutefico a presioacuten constante cp
c) iquestQueacute es la relacioacuten de calores especiacuteficos (119896)
es una propiedad del gas idea esta relacioacuten variacutea tambieacuten con la temperatura pero su variacioacuten es muy pequentildea Para gases monoatoacutemicos su valor es en esencia una constante en 1667 Muchos gases diatoacutemicos incluso el aire tienen una relacioacuten de calores especiacuteficos de alrededor de 14 a temperatura ambiente
d) iquestQueacute es la constante de gas ideal (119877)
es una constante fiacutesica que relaciona entre siacute diversas funciones de estado termodinaacutemicas estableciendo esencialmente una relacioacuten entre la energiacutea la temperatura y la cantidad de materia
e) iquestQueacute es energiacutea interna (119906) trabajo de flujo (119875119907) y entalpiacutea (h)
La suma de todas las formas microscoacutepicas de energiacutea se denomina energiacutea interna de un sistema y se denota mediante U
Es importante observar que la presioacuten por siacute misma no es una forma de energiacutea pero una fuerza de presioacuten que actuacutea sobre un fluido a lo largo de una distancia produce trabajo llamado trabajo de flujo en una cantidad de Pr por unidad de masa
es una magnitud termodinaacutemica simbolizada con la letra H mayuacutescula cuya variacioacuten expresa una medida de la cantidad de energiacutea absorbida o cedida por un sistema termodinaacutemico es decir la cantidad de energiacutea que un sistema intercambia con su entorno
f) Exprese matemaacuteticamente el cambio diferencial de entalpiacutea en funcioacuten dediferenciales de temperatura y presioacuten
dH TdS VdP
g) Exprese matemaacuteticamente las dos relaciones 119879119889119904
h) A partir de las relaciones 119879119889119904 iquestQueacute expresiones se pueden obtener para elcambio de entropiacutea en gases ideales si se consideran calores especiacuteficosconstantes
i) Si el proceso se diera de forma adiabaacutetica y reversible iquestQueacute relaciones detemperatura y volumen especiacutefico se obtendriacutean en funcioacuten de la presioacuten y de la relacioacuten de calores especiacuteficos para gases ideales en donde se consideran calores especiacuteficos constantes
j) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de masa Exprese matemaacuteticamente su forma maacutes general
El principio de conservacioacuten de la masa para un volumen de control se puede expresar como la transferencia neta de masa hacia o desde el volumen de control durante un intervalo de tiempo 1113092t es igual al cambio neto (incremento o disminucioacuten) en la masa total dentro del volumen de control durante 1113092t
Es decir
Masa total que entra - Masa total que sale = Cambio neto de masa
al VC durante ∆t del VC durante ∆t dentro del VC durante ∆t
o bien
mentrada - msalida = ∆mVC (kg)
k) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento Exprese matemaacuteticamente su forma maacutes general
Con la aplicacioacuten del teorema de transporte de Reynolds se tiene la expresioacuten general para conservar la cantidad de movimiento lineal como se aplica a un volumen de control La ecuacioacuten se aplica a voluacutemenes de control fijos y en movimiento siempre que V sea la velocidad absoluta (vista desde un observador fijo) En palabras la fuerza total que actuacutea sobre el volumen de control es igual a la razoacuten a la que cambia la cantidad de movimiento dentro del volumen de control maacutes la razoacuten a la que sale el flujo de cantidad de movimiento del volumen de control menos la razoacuten a la que entra el flujo de cantidad de movimiento al volumen de control
La segunda ley de Newton afirma que la aceleracioacuten de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel e inversamente proporcional a su masa y que la razoacuten de cambio de la cantidad de movimiento de un cuerpo es igual a la fuerza neta que actuacutea sobre ese cuerpo Por lo tanto la cantidad de movimiento de un sistema permanece constante cuando la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel es cero y donde se conserva la cantidad de movimiento de esos sistemas Esto se conoce como el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento En la mecaacutenica de fluidos es comuacuten referirse a la segunda ley de Newton como la ecuacioacuten del momento lineal
l) iquestQueacute son fuerzas de cuerpo
Las fuerzas de cuerpo son las que actuacutean en un medio continuo La fuerza de cuerpo maacutes importante es el peso del material Otra fuerza de este tipo es la fuerza centrifuga que actuacutea cuando el material se somete a rotacioacuten En el estudio de los medos continuos es conveniente reemplazar la propiedad extensiva fuerza de cuerpo por la intensiva correspondiente que es la fuerza maacutesica en otras palabras por unidad de masa
m) iquestQueacute son fuerzas de superficie
Las fuerzas que actuacutean sobre el contorno de un cuerpo soacutelido o fluido se transmiten por accioacuten molecular al interior del medio Su influencia debe consecuentemente manifestarse en esfuerzos locales en casa uno de los puntos internos aunque tales esfuerzos se pueden apreciar solo de manera indirecta a traveacutes de las deformaciones producidas Los esfuerzos son fuerzas superficiales Si consideramos un punto en el interior de un medio continuo no tiene sentido hablar de esfuerzo en dicho punto si no se relaciona con un plano ideal que pase por el pues es faacutecil creer que en tales condiciones se tendraacute un esfuerzo diferente para cada plano que tomamos por el punto
n) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de energiacutea Exprese matemaacuteticamente suforma maacutes general
La energiacutea se puede transferir a un sistema cerrado o extraerse de eacuteste por me- dio de calor o de trabajo y el principio de conservacioacuten de la energiacutea exige que la energiacutea neta transferida a un sistema o extraiacuteda de eacutel durante un proceso sea igual al cambio en el contenido de energiacutea de ese sistema Los voluacutemenes de control incluyen la transferencia de energiacutea tambieacuten por la viacutea del flujo de masa y el principio de conservacioacuten de la energiacutea tambieacuten conocido como balance de energiacutea se expresa como
o) Exprese matemaacuteticamente el balance de entropiacutea para un volumen de control ensu forma maacutes general
p) iquestCuaacuteles son los mecanismos de transferencia de entropiacutea dentro de un volumende control
Transferencia de calor y flujo maacutesico
q) iquestQueacute es el principio de incremento de entropiacutea definido en un Sistema aislado teacutermicamente
Es el que no intercambia entropiacutea durante una interaccioacuten de trabajo entre un Sistema y sus alrededores
Es importante observar que la presioacuten por siacute misma no es una forma de energiacutea pero una fuerza de presioacuten que actuacutea sobre un fluido a lo largo de una distancia produce trabajo llamado trabajo de flujo en una cantidad de Pr por unidad de masa
es una magnitud termodinaacutemica simbolizada con la letra H mayuacutescula cuya variacioacuten expresa una medida de la cantidad de energiacutea absorbida o cedida por un sistema termodinaacutemico es decir la cantidad de energiacutea que un sistema intercambia con su entorno
f) Exprese matemaacuteticamente el cambio diferencial de entalpiacutea en funcioacuten dediferenciales de temperatura y presioacuten
dH TdS VdP
g) Exprese matemaacuteticamente las dos relaciones 119879119889119904
h) A partir de las relaciones 119879119889119904 iquestQueacute expresiones se pueden obtener para elcambio de entropiacutea en gases ideales si se consideran calores especiacuteficosconstantes
i) Si el proceso se diera de forma adiabaacutetica y reversible iquestQueacute relaciones detemperatura y volumen especiacutefico se obtendriacutean en funcioacuten de la presioacuten y de la relacioacuten de calores especiacuteficos para gases ideales en donde se consideran calores especiacuteficos constantes
j) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de masa Exprese matemaacuteticamente su forma maacutes general
El principio de conservacioacuten de la masa para un volumen de control se puede expresar como la transferencia neta de masa hacia o desde el volumen de control durante un intervalo de tiempo 1113092t es igual al cambio neto (incremento o disminucioacuten) en la masa total dentro del volumen de control durante 1113092t
Es decir
Masa total que entra - Masa total que sale = Cambio neto de masa
al VC durante ∆t del VC durante ∆t dentro del VC durante ∆t
o bien
mentrada - msalida = ∆mVC (kg)
k) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento Exprese matemaacuteticamente su forma maacutes general
Con la aplicacioacuten del teorema de transporte de Reynolds se tiene la expresioacuten general para conservar la cantidad de movimiento lineal como se aplica a un volumen de control La ecuacioacuten se aplica a voluacutemenes de control fijos y en movimiento siempre que V sea la velocidad absoluta (vista desde un observador fijo) En palabras la fuerza total que actuacutea sobre el volumen de control es igual a la razoacuten a la que cambia la cantidad de movimiento dentro del volumen de control maacutes la razoacuten a la que sale el flujo de cantidad de movimiento del volumen de control menos la razoacuten a la que entra el flujo de cantidad de movimiento al volumen de control
La segunda ley de Newton afirma que la aceleracioacuten de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel e inversamente proporcional a su masa y que la razoacuten de cambio de la cantidad de movimiento de un cuerpo es igual a la fuerza neta que actuacutea sobre ese cuerpo Por lo tanto la cantidad de movimiento de un sistema permanece constante cuando la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel es cero y donde se conserva la cantidad de movimiento de esos sistemas Esto se conoce como el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento En la mecaacutenica de fluidos es comuacuten referirse a la segunda ley de Newton como la ecuacioacuten del momento lineal
l) iquestQueacute son fuerzas de cuerpo
Las fuerzas de cuerpo son las que actuacutean en un medio continuo La fuerza de cuerpo maacutes importante es el peso del material Otra fuerza de este tipo es la fuerza centrifuga que actuacutea cuando el material se somete a rotacioacuten En el estudio de los medos continuos es conveniente reemplazar la propiedad extensiva fuerza de cuerpo por la intensiva correspondiente que es la fuerza maacutesica en otras palabras por unidad de masa
m) iquestQueacute son fuerzas de superficie
Las fuerzas que actuacutean sobre el contorno de un cuerpo soacutelido o fluido se transmiten por accioacuten molecular al interior del medio Su influencia debe consecuentemente manifestarse en esfuerzos locales en casa uno de los puntos internos aunque tales esfuerzos se pueden apreciar solo de manera indirecta a traveacutes de las deformaciones producidas Los esfuerzos son fuerzas superficiales Si consideramos un punto en el interior de un medio continuo no tiene sentido hablar de esfuerzo en dicho punto si no se relaciona con un plano ideal que pase por el pues es faacutecil creer que en tales condiciones se tendraacute un esfuerzo diferente para cada plano que tomamos por el punto
n) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de energiacutea Exprese matemaacuteticamente suforma maacutes general
La energiacutea se puede transferir a un sistema cerrado o extraerse de eacuteste por me- dio de calor o de trabajo y el principio de conservacioacuten de la energiacutea exige que la energiacutea neta transferida a un sistema o extraiacuteda de eacutel durante un proceso sea igual al cambio en el contenido de energiacutea de ese sistema Los voluacutemenes de control incluyen la transferencia de energiacutea tambieacuten por la viacutea del flujo de masa y el principio de conservacioacuten de la energiacutea tambieacuten conocido como balance de energiacutea se expresa como
o) Exprese matemaacuteticamente el balance de entropiacutea para un volumen de control ensu forma maacutes general
p) iquestCuaacuteles son los mecanismos de transferencia de entropiacutea dentro de un volumende control
Transferencia de calor y flujo maacutesico
q) iquestQueacute es el principio de incremento de entropiacutea definido en un Sistema aislado teacutermicamente
Es el que no intercambia entropiacutea durante una interaccioacuten de trabajo entre un Sistema y sus alrededores
Es decir
Masa total que entra - Masa total que sale = Cambio neto de masa
al VC durante ∆t del VC durante ∆t dentro del VC durante ∆t
o bien
mentrada - msalida = ∆mVC (kg)
k) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento Exprese matemaacuteticamente su forma maacutes general
Con la aplicacioacuten del teorema de transporte de Reynolds se tiene la expresioacuten general para conservar la cantidad de movimiento lineal como se aplica a un volumen de control La ecuacioacuten se aplica a voluacutemenes de control fijos y en movimiento siempre que V sea la velocidad absoluta (vista desde un observador fijo) En palabras la fuerza total que actuacutea sobre el volumen de control es igual a la razoacuten a la que cambia la cantidad de movimiento dentro del volumen de control maacutes la razoacuten a la que sale el flujo de cantidad de movimiento del volumen de control menos la razoacuten a la que entra el flujo de cantidad de movimiento al volumen de control
La segunda ley de Newton afirma que la aceleracioacuten de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel e inversamente proporcional a su masa y que la razoacuten de cambio de la cantidad de movimiento de un cuerpo es igual a la fuerza neta que actuacutea sobre ese cuerpo Por lo tanto la cantidad de movimiento de un sistema permanece constante cuando la fuerza neta que actuacutea sobre eacutel es cero y donde se conserva la cantidad de movimiento de esos sistemas Esto se conoce como el principio de conservacioacuten de la cantidad de movimiento En la mecaacutenica de fluidos es comuacuten referirse a la segunda ley de Newton como la ecuacioacuten del momento lineal
l) iquestQueacute son fuerzas de cuerpo
Las fuerzas de cuerpo son las que actuacutean en un medio continuo La fuerza de cuerpo maacutes importante es el peso del material Otra fuerza de este tipo es la fuerza centrifuga que actuacutea cuando el material se somete a rotacioacuten En el estudio de los medos continuos es conveniente reemplazar la propiedad extensiva fuerza de cuerpo por la intensiva correspondiente que es la fuerza maacutesica en otras palabras por unidad de masa
m) iquestQueacute son fuerzas de superficie
Las fuerzas que actuacutean sobre el contorno de un cuerpo soacutelido o fluido se transmiten por accioacuten molecular al interior del medio Su influencia debe consecuentemente manifestarse en esfuerzos locales en casa uno de los puntos internos aunque tales esfuerzos se pueden apreciar solo de manera indirecta a traveacutes de las deformaciones producidas Los esfuerzos son fuerzas superficiales Si consideramos un punto en el interior de un medio continuo no tiene sentido hablar de esfuerzo en dicho punto si no se relaciona con un plano ideal que pase por el pues es faacutecil creer que en tales condiciones se tendraacute un esfuerzo diferente para cada plano que tomamos por el punto
n) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de energiacutea Exprese matemaacuteticamente suforma maacutes general
La energiacutea se puede transferir a un sistema cerrado o extraerse de eacuteste por me- dio de calor o de trabajo y el principio de conservacioacuten de la energiacutea exige que la energiacutea neta transferida a un sistema o extraiacuteda de eacutel durante un proceso sea igual al cambio en el contenido de energiacutea de ese sistema Los voluacutemenes de control incluyen la transferencia de energiacutea tambieacuten por la viacutea del flujo de masa y el principio de conservacioacuten de la energiacutea tambieacuten conocido como balance de energiacutea se expresa como
o) Exprese matemaacuteticamente el balance de entropiacutea para un volumen de control ensu forma maacutes general
p) iquestCuaacuteles son los mecanismos de transferencia de entropiacutea dentro de un volumende control
Transferencia de calor y flujo maacutesico
q) iquestQueacute es el principio de incremento de entropiacutea definido en un Sistema aislado teacutermicamente
Es el que no intercambia entropiacutea durante una interaccioacuten de trabajo entre un Sistema y sus alrededores
m) iquestQueacute son fuerzas de superficie
Las fuerzas que actuacutean sobre el contorno de un cuerpo soacutelido o fluido se transmiten por accioacuten molecular al interior del medio Su influencia debe consecuentemente manifestarse en esfuerzos locales en casa uno de los puntos internos aunque tales esfuerzos se pueden apreciar solo de manera indirecta a traveacutes de las deformaciones producidas Los esfuerzos son fuerzas superficiales Si consideramos un punto en el interior de un medio continuo no tiene sentido hablar de esfuerzo en dicho punto si no se relaciona con un plano ideal que pase por el pues es faacutecil creer que en tales condiciones se tendraacute un esfuerzo diferente para cada plano que tomamos por el punto
n) iquestQueacute es el principio de conservacioacuten de energiacutea Exprese matemaacuteticamente suforma maacutes general
La energiacutea se puede transferir a un sistema cerrado o extraerse de eacuteste por me- dio de calor o de trabajo y el principio de conservacioacuten de la energiacutea exige que la energiacutea neta transferida a un sistema o extraiacuteda de eacutel durante un proceso sea igual al cambio en el contenido de energiacutea de ese sistema Los voluacutemenes de control incluyen la transferencia de energiacutea tambieacuten por la viacutea del flujo de masa y el principio de conservacioacuten de la energiacutea tambieacuten conocido como balance de energiacutea se expresa como
o) Exprese matemaacuteticamente el balance de entropiacutea para un volumen de control ensu forma maacutes general
p) iquestCuaacuteles son los mecanismos de transferencia de entropiacutea dentro de un volumende control
Transferencia de calor y flujo maacutesico
q) iquestQueacute es el principio de incremento de entropiacutea definido en un Sistema aislado teacutermicamente
Es el que no intercambia entropiacutea durante una interaccioacuten de trabajo entre un Sistema y sus alrededores