CAPITULO1.CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA
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CAPITULO1.CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA
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TODOS LOS CONCEPTOS Y GRAFICAS SON SACADOS DEL LIBRO DE TERMODINAMICA DE CENGEL 7 EDISION.
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INTRODUCCION
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HISTORIA
• La utilización o aparición del fuego en la prehistoria (rayo).
• Los Ingleses Thomas savery 1697( mecánico , minería) y Thomas Newcomen 1712 (herrero, padre de la revolución industrial) construyeron las primeras maquinas de vapor atmosféricas que eran lentas y ineficientes.
Thomas Savery (1650-1715) Thomas Newcomen (1663- 1729)
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La primera y segunda ley de la termodinámica aparecieron simultáneamente en 1850 con los científicos William Rankin ( ingeniero y físico escoces) , Rudolph Clausius ( Alemán, físico y matemático) y William Thomson ( físico y matemático Británico o Lord Kelvin).
William John Macquorn Rankine (1820-1872) Rudolf Julius Emmanuel Clausius (1822-1888)
William Thomson, primer barón Kelvin (184-1907)
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APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA
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TERMODINAMICA
THERME ( CALOR) DYNAMIS ( FUERZA)
“ Los esfuerzos en convertir el calor en energía”
• La termodinámica estudia las diferentes transformaciones de la energía. • Es la rama de la física que hace foco en el estudio de los vínculos existentes entre el
calor y las demás variedades de energía.
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LEYES DE LA TERMODINAMICA
• LEY CERO : Dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero los tres estarán en equilibrio térmico.
• PRIMERA LEY: Conservación de la energía ;La energía no se crea ni se destruye solamente se transforma.
• SEGUNDA LEY: La energía tiene tanto calidad como cantidad y fluye del punto de mayor concentración al de menor concentración.
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TRANSFORMACIONES DE LA ENERGIA
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UNIDADES FUNDAMENTALES
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DIMENSIONES Y UNIDADES
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CONSTANTES TERMODINAMICAS
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HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL
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SISTEMA, FRONTERA Y ALREDEDORES
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TIPOS DE SISTEMAS
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TIPOS DE SISTEMAS
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TIPOS DE FRONTERAS
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PROPIEDADES DE UN SISTEMA
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HIPOTESIS DE MEDIO CONTINUO
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POSTULADO DE ESTADO
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DENSIDAD RELATIVA O GRAVEDAD ESPECIFICA
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Para los líquidos la compara con la del agua y para gases la comparo con la del aire.
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OBSERVACIONES IMPORTANTES
• La densidad de los gases es directamente proporcional a la presión y inversamente proporcional a la temperatura.
Presión
• En los líquidos la densidad varia con la temperatura, es decir a medida que aumenta la temperatura esta disminuye.
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• Variación de la densidad de los líquidos con la presión
• Las sustancias con densidades relativas menores que las del agua flotan en ella.
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CAMBIO DE ESTADO Y EQUILIBRIO
ESTADO: Es la condición en la cual todas las propiedades de mi sistema permanecen fijas.
Para que un sistema alcance el equilibrio termodinámico debe cumplir 3 condiciones : lograr el equilibrio térmico, mecánico y químico.
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EQUILIBRIO TERMODINAMICO
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CAMBIOS DE FASE
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PROCESOS Y CICLOS
PROCESO: Cualquier cambio en las condiciones equilibrio de un estado a otro es un proceso.
TRAYECTORIA: Serie de estados por los que pasa un sistemas durante un proceso.
Las trayectorias de un proceso pueden ocurren a temperatura, presión o volumen especifico contante.
CICLO: Esta con formado por varios estados y procesos pero siempre las condiciones de inicio son las mismas del estado final.
Para describir completamente un proceso se debe conocer su estado inicial y final, así como las trayectorias seguidas durante este y las interacciones ocurridas con los alrededores.
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REPRESENTACION GRAFICA DE PROCESOS TERMODINAMICOS
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GRAFICA REPRESENTATIVA DE UN CICLO TERMODINAMICO
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DIAGRAMA REPRESENTATIVO DE UN CICLO
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EJEMPLO N.1 DIAGRAMA DE CICLO DE REFRIGERACION
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EJEMPLO N.2 DIAGRAMA DE CICLO RANKINE
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PROCESOS ISOBARICO
Proceso en el cual la presión permanece constante pero las otras variables cambian
P atmosférica
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PROCESO ISOTERMICO
Proceso en el cual la temperatura permanece constante pero las demás variables pueden cambiar.
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PROCESO ISOMETRICO O ISOCORO
Proceso en el cual el volumen permanece constante y las demás variables pueden cambiar
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PROCESO CUASIESTATICO O DE CUASIEQUILIBRIO
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PROCESO DE FLUJO ESTABLE O ESTACIONARIO
FLUJO ESTACIONARIO: Es un flujo que ninguna de sus variables sufre cambios en el tiempo, sin importar que no alcance el equilibrio termodinámico.
FLUJO UNIFORME: Esta relacionado que no sufre ningún cambio en una regio especifica.
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ESCALA DE TEMPERATURA
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PRESION
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PRESION ABSOLUTA, MANOMETRICA Y ATMOSFERICA
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VARIACION DE LA PRESION CON LA PROFUNDIDAD
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MANOMETROS DE PRESION
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PRESION ATMOSFERICA O BAROMETRICA
Son los metros columna de aire que hay por encima del punto de análisis.
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PRINCIPIO DE PASCAL