Conceptos introductorios, Trabajo y Calor

Conceptos introductorios, Trabajo y CalorCamilo Arias Henao1Cerrados

AbiertosSistema TermodinmicoRgidas

FlexiblesSISTEMASFRONTERAS

2Sistemas Termodinmicos

3Intensivas (Intrisicas)Extensivas (Extrinsicas)Estados: Lo definen las propiedades. Entre mas propiedades se necesiten para definirlo mas complejo es el sistema Equilibrio (se mantienen en el estado en ausencia de interaccin, es isotrmico, sin movimiento y homogneo). Para un sistema abierto se pueden considerar estados en equilibrio por secciones en donde las propiedades se mantienen en el tiempo.

Propiedades

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Densidad

Volumen Especfico

Peso Especfico

Gravedad Especfica

Presin

TemperaturaPropiedades

Factores de conversinMuy importante hacer anlisis adimensional

6Conjunto de estados por los que se pasa para ir de un estado inicial a uno final.Cuasiequilibrio: Idealizacin, proceso de una sustancia homognea sin presencia de friccin por el cual se pasa por estados de equilibrio.Procesos Cclicos: En el cual el estado final e inicial son el mismo.

Modelado e idealizacin: Solo se tienen en cuenta las caractersticas que tienen mayor influencia en el sistema. Debe representar la realidad.Termodinmica Clsica: Solo a nivel macroscpico por lo que se consideran estados iguales a los que se definen con el mismo valor de propiedades.

Funcin Punto y Funcin TrayectoriaProcesos

Proceso Cclico

7Flujo Estable:Propiedades constantes en el tiempo.Flujos de entrada y de salida constantesMasa del sistema es constante.Volumen del sistema es constanteLas interacciones suceden una tasa constanteConservacin de la masaTasa de neta de cambio de la masa que sale del sistemaTasa de neta de cambio respecto al tiempo de la masa al interior del sistemaTasa de neta de cambio de la masa que entra al sistema

8Interaccin de un sistema y los alrededores cuyo resultado puede ser el desplazamiento del una masa y/o la produccin de calor.

El trabajo sobre el sistema es (+), trabajo por el sistema es (-).

El trabajo es una funcin de trayectoria que depende del cambio de los estados y no de un estado en particular.

Potencia Rapidez a la que se realiza un trabajo. [kJ/s, HP, ftlbf/s, Nm/s, W, Btu/s]

Trabajo de un sistema cerrado simple compresible en un proceso en cuasiequilibrioSustancia simple compresible: No interacciona con efectos elctricos, magnticos, tensin superficial y es anisotrpica.

Sistema cerrado simple compresible: adems, no lo afecta la gravedad.Trabajo y Potencia

12Fds

P1234v

9Proceso muy comn, para derivar la ecuacin se desarrollar primero la fuerza neta y posteriormente se igualar a la sumatoria de las interacciones:

Trabajo proceso cuasiequilibrio de una sustancia simple compresible en flujo estableFuerza Neta

ABCABCABCABCS.A.= A+BS.C.t+dt= B+CS.C.t= A+Btt+dt

Por ser flujo estable las propiedades se mantienen en el tiempo10Adyacente al fluido de entrada.Adyacente al fluido de salida.Componente del peso.Componente de la fuerza normal a la paredFuerza que hace trabajo sobre el fluido.Trabajo proceso cuasiequilibrio de una sustancia simple compresible en flujo estable

Los productos AL y PA son pequeos, y remplazando la fuerza total se obtiene :

Calculando el trabajo realizado en L

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