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Máquinas TérmicasDr. Jorge A. Olórtegui Yume, Ph.D.
1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA
Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica
Universidad Señor de Sipán
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ENERGIA CINETICA (EC o KE)
v1 v2
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ENERGIA POTENCIAL GRAVITORIA (EPG o PE)
v1 v2
z2
z1
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ENERGIA POTENCIAL ELASTICA EN RESORTES (EPE o PEelast)
lo
l2𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡 =
1
2𝑘𝛿2
𝛿 = 𝑙 − 𝑙2
∆𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡=1
2𝑘𝛿22−1
2𝑘𝛿21
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TRABAJO MECANICO (W)
𝒓
𝒓 + 𝒅𝒓
𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹
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TRABAJO MECANICO
2 Ejemplos de Trabajo
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TRABAJO MECANICO
Es una integral inexacta
El trabajo no es una propiedad termodinámica
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POTENCIA MECANICA
𝒓
𝒓 + 𝒅𝒓
𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹
v1 v2
dt
Potencia Instantánea
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POTENCIA MECANICA
Potencia Transmitida por un eje
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TRABAJO MECANICO
Trabajo de expansión o compresión
V
p
V1 V2
p1
p2
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TRABAJO MECANICO
Trabajo de expansión o compresión
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TRABAJO MECANICO
Trabajo de expansión o compresión
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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ENERGIA INTERNA (U)Suma de las energías de las moleculas de un sistema termodinámico
ROTACION VIBRACIONTRASLACION
nuclearesatomicaenlacevibracionrotaciontraslacionmolec EEEEEEEU
ENERGIA DE
ENLACE
ENERGIA
NUCLEAR
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ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))
Depende unicamente de la temperature absoluta (T)
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ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))
Calores especificos
𝐶𝑉 =𝜕𝑞
𝜕𝑇𝑉
A volumen constante
𝐶𝑃 =𝜕𝑞
𝜕𝑇𝑃
A presion constante
𝑑𝑞 = 𝐶𝑉𝑑𝑇
𝐶𝑉 =𝜕𝑢
𝜕𝑇𝑉
𝑑𝑢 = 𝐶𝑉𝑑𝑇
𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤
𝑑𝑤 = 𝑝𝑑𝑣 = 0
𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤 𝑑𝑞 = 𝐶𝑃𝑑𝑇
𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑝𝑑𝑣
𝐶𝑉𝑑𝑇 = 𝐶𝑃𝑑𝑇 −𝑅
𝑃.𝑀.𝑅𝑑𝑇 𝐶𝑉 = 𝐶𝑃 − 𝑅
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ENERGIA TOTAL DE UN SISTEMA (E)
𝐸 = 𝐸𝑖 = 𝐾𝐸 + 𝑃𝐸 + 𝑈
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CALORForma de energía en tránsito, que se transfiere de regiones de mayor temperatura hacia regiones de menor temperatura
Unidades:SI: J (Joule o Julio)
cal (caloria o caloria pequeña) 1 J = 0.24 calC (caloria grande o Kcal) 1kcal =1000 calBTU (British Thermal Unit) 1BTU =252 cal
Q
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CALOR
Es una integral inexacta
El calor no es una propiedad termodinámica
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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)
Para procesos en sistemas cerrados
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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)
Para procesos en sistemas cerrados
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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)
En forma diferencial
En forma de rapidez de cambio instantáneo
Para procesos en sistemas cerrados
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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Ejemplo:
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Ejemplo: (1era ley Procesos en Sistemas Cerrados)
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CICLO TERMODINAMICO
UN CICLO TERMODINAMICO ES UNA SECUENCIA DE PROCESOS TERMODINAMICOS QUE EMPIEZAN
Y TERMINAN EN EL MISMO ESTADO TERMODINAMICO
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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)
Para ciclos en sistemas cerrados
∆𝐸𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒= 0
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)
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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)