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Conservación de la energía
• La cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin
interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el
tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de
energía.
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1er ley de la Termodinámica
• Al suministrar una determinada cantidad de energía térmica (Q) a
un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del
incremento de la energía interna del sistema (ΔU) menos
el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores.
∆U = Q - W
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Principio de conservación de la
energía mecánica
Expresión matemática:
Em= Ec + Ep
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Energía Cinética
Expresión matemática:
Ec= ½ m v^2
Energia potencial Expresión matemática:
Ep= m * g * h
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Entropía
Entropía ≈ Perdida de energía
• La entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que
permite, mediante cálculo, determinar la parte de la energía que no
puede utilizarse para producir trabajo.
• La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa
evolución o transformación.
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Entropía
• Se define como:
“El índice de la cantidad de energía no disponible en un
sistema termodinámico dado en un momento de su evolución”.
Sistema cerrado y arena
constante
(1er ley Termodinámica)
Baja Entropía
Alta Entropía
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Entropía
• Se relaciona también con el desorden molecular
• La entropía y los procesos reversibles e irreversibles
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Función
• La exigencia del aumento de entropía puede
utilizarse para PREDECIR procesos del tipo de:
Reacciones químicas
Transformaciones entre las distintas formas de
energía
Sentidos de la transferencia de calor
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Ecuación de Gibbs
• Puede utilizarse para el calculo de cambios de
ENTROPIA de una sustancia.
dU = (U/S) dS + (U/V) dV
dS= 1/T dU + P/T dV
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2da ley de la Termodinámica
• “La energía disponible para el trabajo útil en un
sistema en funcionamiento tiende a decrecer,
aunque la energía total permanece constante”.
2da ley Termodinámica = Entropía en aumento
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Número de Reynolds
Introducción
• Cuando un líquido fluye en un tubo y su velocidad es baja, fluye en líneas
paralelas a lo largo del eje del tubo; a este régimen se le conoce como
“flujo laminar".
• Conforme aumenta la velocidad el flujo se dispersa hasta que adquiere un
movimiento de torbellino en el que se forman corrientes cruzadas y
remolinos; a este régimen se le conoce como “flujo turbulento“.
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Regímenes de flujo
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Número de Reynolds
Historia
• Los diferentes regímenes de flujo y la asignación de valores
numéricos de cada uno fueron reportados por primera vez por
Osborne Reynolds en 1883.
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• Reynolds observó que el tipo de flujo adquirido por un líquido que
fluye dentro de una tubería depende de la velocidad del líquido, el
diámetro de la tubería y de algunas propiedades físicas del fluido.
Número de Reynolds
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Número de Reynolds
• Número de Reynolds es un número adimensional que relaciona las
propiedades físicas del fluido, su velocidad y la geometría del ducto por
el que fluye.
Re =
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Número de Reynolds
• Fórmula según la viscosidad cinemática
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Número de Reynolds
• Fórmula según el caudal
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• Generalmente cuando el numero de Reynolds se encuentra por debajo
de 2100 se sabe que el flujo es laminar, el intervalo entre 2100 y 4000 se
considera como flujo de transición y para valores mayores de 4000 se
considera como flujo turbulento.
Número de Reynolds
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Número de Reynolds
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Número de Reynolds
![Page 22: Conservación de energía, entropía y número de](https://reader036.vdocumento.com/reader036/viewer/2022081420/559cafe71a28ab472f8b47d6/html5/thumbnails/22.jpg)
Número de Reynolds
Diagrama de Moody: coeficiente de fricción en función del número de
Reynolds para distintos valores de rugosidad relativa
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Ejercicios