Trabajo de Reconocimiento

7/16/2019 Trabajo de Reconocimiento

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TRABAJO DE RECONOCIMIENTO

ELOY URDANETA MEDINACC 6549321

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

BARRANQUILLA

MARZO DEL 2013



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CONTENIDO

Página INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3

1. OBJETIVOS ........................................................................................................ 4

1.1 Objetivo General ............................................................................................ 4

1.2 Objetivos Específicos..................................................................................... 4

2. RESUMEN DE LOS CONCEPTOS PRINCIPALES ............................................ 5

3. RESUMEN DE ECUACIONES .............................Error! Bookmark not defined.

CONCLUSIONES .................................................................................................. 13

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 14



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INTRODUCCIÓN

En la presente actividad, trabajamos en las temáticas del curso deTERMODINAMICA; el cual consta de 2 unidades didácticas y 30 lecciones.

Realizando un breve resumen de los temas más destacados de cada lección y asu vez, la ecuación que se puede considerar de forma particular, la másdestacada. destacando temas de interés, objetivos, tanto general como específicoy también, la conclusión respectiva y la citas bibliográficas referentes.



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1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo GeneralConocer de forma general la temática del curso de TERMODINAMICA

1.2 Objetivos Específicos

1.2.1 identificar las diferentes ecuaciones del curso1.2.2 interactuar con los diferentes actores del pequeño grupo de trabajo1.2.3 analizar los diferentes aspectos referentes a los trabajos en grupo.



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2. RESUMEN DE LOS CONCEPTOS PRINCIPALES.Lección 1: Sistemas.

Sección 1: Sistema termodinámico: Un sistema termodinámico es cualquier región o

porción de materia que se quiera estudiar o analizar desde el punto de vista energético.SISTEMAS ABIERTOS aquellos donde hay intercambio tanto de materia como deenergía.

SISTEMAS CERRADOS aquellos donde sólo se presenta intercambio de energía pero node materia.

SISTEMAS AISLADOS aquellos para los cuales no se presenta intercambio ni de materiani de energía.

El estado del sistema está determinado por el valor de sus propiedades en un

determinado instante.

PROCESOS TERMODINÁMICOS es el conjunto de cambios de estado que conducen aun sistema determinado desde unas condiciones iniciales, el “estado inicial”, hasta unascondiciones finales, “estado final”.

Ecuación de la lección 1:N/A

Lección 2: Ley cero de la Termodinámica

La ley cero de la termodinámica establece que si dos cuerpos se encuentran en

equilibrio térmico con un tercero, los dos se encontrarán en equilibrio térmico entre sí.

Las escalas Celsius y Fahrenheit son escalas de temperatura relativa basadas en lavariación lineal de la propiedad termométrica entre dos estados de referencia que son elpunto de fusión y el punto de ebullición del agua a la presión de una atmósfera.

Ecuación de la lección 2: T= A+bP

Lección 3: Calor La energía transf erida entre d os sist emas d ebida a la d iferencia

de temperatura es el calor.

El calor es una forma particular de energía en transición que se identifica sólo cuandocruza las paredes del sistema que se encuentra a temperatura diferente de otro sistema ode los alrededores.

Ecuación de la lección 3: q=



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Lección 4: Ecuación de Estado El estado de una sustancia pura se describe enfunción de propiedades intensivas como P v y T, las cuales se relacionan medianteecuaciones conocidas generalmente como ecuaciones de estado.

Ecuación de la lección 4:

PV = n RT

PV= RT

P v = RT / M

Lección 5: Ecuación de estado (Continuación)

Ecuación de la lección 5: P=

() -

()

Lección 6: Trabajo el trabajo es una forma particular de energía que corresponde a unamagnitud escalar definida como el producto punto de dos magnitudes vectoriales: lafuerza y el desplazamiento realizado en la misma dirección de la fuerza.

Ecuación de la lección 6: W=∫

Lección 7: Diagramas termodinámicos Son representaciones en coordenadascartesianas de las propiedades de un sistema durante el transcurso de un proceso.


P1 = P2 y T2 =T3.

Lección 8: Diagramas termodinámicos

DIAGRAMA Pv Otra propiedad interesante de considerar en el estudio del equilibrioentre fases es el volumen específico, definido por la relación entre el volumen y la masade una sustancia pura en cada fase.

DIAGRAMAS PT Para el equilibrio entre la fase sólida y la fase gaseosa de unasustancia pura también existe una relación definida entre la presión y la temperatura de talmanera que su representación en un diagrama PT tiene un comportamiento similar a ladel equilibrio líquido vapor, es decir, pendiente positiva pero por debajo del punto triple.

DIAGRAMAS Tv Son diagramas que se construyen determinando para cadatemperatura los valores de las correspondientes presiones de saturación, así comotambién, lo volúmenes específicos del líquido saturado y del vapor saturado.

DIAGRAMAS P-v-T Son representaciones tridimensionales de los valores del volumenespecífico a diferentes temperaturas y presiones de una sustancia pura en fases sólida,líquida y gaseosa o estados de equilibrio entre ellas.



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Lección 9: Propiedades termodinámicas

Propiedades intensivas y extensivas: Todo sistema termodinámico se caracteriza por unas propiedades que definen su estado energético. Estas propiedades se clasifican enintensivas si no dependen de la masa del sistema y extensivas si dependen de la masao “extensión” del sistema.


Lección 10: Capacidad calorífica La capacidad calorífica de un sistema es la cantidadde calor transferida que es capaz de modificar su temperatura en un grado. Por tanto, larelación entre el calor transferido a un sistema y la diferencia de temperatura que

ocasiona, constituye la capacidad calorífica.

Calor Específico a Presión Constante: El calor específico a presión constante es lacantidad de calor que es necesario transferir a un sistema de masa unitaria para elevar sutemperatura en un grado.

Capacidad Calorífica Molar a Presión Constante: La capacidad calorífica molar deuna sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperaturade un mol, en un grado.

Ecuación de la lección 10: C=

Lección 11: Primera ley de la termodinámica

Experimentalmente se ha observado que en todo proceso cíclico, independiente de losprocesos intermedios, el calor total intercambiado es igual al trabajo neto producido

Ecuación de la lección 11: ∫ ∫

Lección 12: Primera ley y reacciones químicas

Aplicación de la Primera ley a las Reacciones Químicas Una reacción químicaimplica la transformación de las sustancias denominadas reactantes en otras denaturaleza completamente distinta que se conocen como productos, durante la reacciónse presentan cambios energéticos que si el sistema reactante se encuentra aisladotérmicamente se manifiestan en un aumento o un descenso de la temperatura según elsistema libere o requiera calor.




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Lección 13: Primera ley y reacciones químicas

Aplicación de la Primera ley a las Reacciones Químicas Una reacción químicaimplica la transformación de las sustancias denominadas reactantes en otras denaturaleza completamente distinta que se conocen como productos, durante la reacción

se presentan cambios energéticos que si el sistema reactante se encuentra aisladotérmicamente se manifiestan en un aumento o un descenso de la temperatura según elsistema libere o requiera calor.


Lección 14: Ley de Hess

El cambio de entalpía en una reacción química es igual tanto si la reacción se realiza enuna sola etapa o en varias etapas consecutivas.

Esta ley tiene muchas aplicaciones porque permite calcular el cambio de entalpía de

reacciones que son difíciles de efectuar en forma directa, por ejemplo permite ladeterminación del calor de reacción durante la formación del monóxido de carbono,utilizando información sobre el calor de formación del dióxido de carbono y el calor decombustión del monóxido de carbono.

Ecuación de la lección 14: ⁄ ()

Lección 15: Calor integral de disolución

Al cambio de entalpía cuando un mol de soluto se disuelve en n moles de solvente a unatemperatura de 25 C y presión de 1 atmósfera se le denomina calor integral de solución.

Ecuación de la lección 15: ( H 2 - H 1 )

Lección 16: Aplicación de la primera ley en gases ideales

Energía Interna como función de la temperatura. Experimento de jouleLa primera Ley de la Termodinámica nos dice que un cambio de energía interna delsistema termodinámico es igual a la suma del trabajo y del calor involucrado en dichocambio. Debemos averiguar ahora si la energía interna es una función de la presión, de latemperatura o del volumen, para tener una propiedad termodinámica que nos diga cuándoel sistema pierde o gana energía interna.

Ecuación de la lección 16: U = f(T)

Lección 17: Segunda ley de la termodinámica

Enunciado KELVIN-PLANCK Establece que es imposible construir un dispositivo quefuncionando en forma cíclica su único efecto sea convertir completamente en trabajo todoel calor procedente de una fuente térmica.



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Lección 18: Segunda ley de la termodinámica (Continuación)

El Ciclo de Carnot Inverso

El ciclo de Carnot es el fundamento de toda máquina que toma energía y produce trabajomecánico; pero también es importante el proceso contrario; es decir, el proceso derefrigeración.


ΔU= Q1 + W – Q2 = 0Q1 + W = Q2

Lección 19: Entropía

Es la propiedad termodinámica que se encuentra asociada al estado de aleatoriedad delas partículas de un sistema, por ejemplo los gases tienen una entropía mayor que la loslíquidos y éstos a su vez una entropía mayor que la los sólidos, ya que en los gases lasmoléculas se mueven libremente chocando unas con otras y con las paredes delrecipiente que las contienen, siguiendo trayectorias al azar; en los líquidos, el movimientoes más restringido, se presentan deslizamientos de unas capas de moléculas sobre otrasdebido a las asociaciones intermoleculares características de este estado; en los sólidosno se presentan desplazamiento de las moléculas, ya que se encuentran fuertementeunidas unas con otra y solamente se presentan movimientos de vibración o rotación.

Ecuación de la lección 19: ∮

Lección 20: Entropía (continuación)

CALENTAMIENTO IRREVERSIBLE DE UN SISTEMA TERMODINÁMICO Para elcalentamiento irreversible se va a considerar que la temperatura del sistema es T latemperatura del foco T1, la capacidad calorífica del sistema es c y su masa m.

Ecuación de la lección 20: ∫

∫

-m.c

Lección 21: La máquina de vapor. Ciclo de Rankine

El fundamento mecánico de esta máquina consiste en aprovechar la energía que posee elvapor de agua para mover un pistón dentro de un cilindro y a la utilización de doselementos tan baratos como son el agua y el carbón.

MAQUINAS DE COMBUSTIÓN INTERNA



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En ellas la combustión de los compuestos químicos se realiza dentro de la cámara(cilindro más pistón) en donde se va a realizar la expansión de los gases y por consiguiente el movimiento del pistón o émbolo. Este tipo de máquinas se llamanmáquinas de combustión interna y a ellas pertenecen los motores que más se utilizan enla actualidad: el motor a gasolina o de cuatro tiempos y el motor Diésel

.Ecuación de la lección 21:

()

Lección 22: Motores de cuatro tiempos. Ciclo de Otto

El motor de cuatro tiempos fue desarrollado por N.A. Otto, un ingeniero alemán, que en elúltimo tercio del siglo pasado construyó la primera máquina con este tipo de motor.Debido al éxito alcanzado, el ciclo termodinámico que describe su proceso se conoce conel nombre de ciclo de Otto.

Ecuación de la lección 22: n=1-= 1- = 1-

Lección 23: Motores de ignición por compresión. Ciclo Diesel

En la sección pasada vimos cómo el factor limitante del motor de cuatro tiempos era elvalor de la relación de compresión, necesario para evitar la autoignición de la mezcla.Podríamos obviar este problema comprimiendo solamente aire y en el momento de sumáxima compresión inyectar el combustible para que suceda la combustión y el pistónrealice la carrera de trabajo.Este es el fundamento del motor de combustión o ignición por compresión, perfeccionadopor R. Diésel, a finales del siglo pasado; cuyo nombre fue dado al ciclo termodinámico

que describe el proceso que sigue esta clase de motor. Por supuesto, el motor Diésel notiene carburador y la inyección del combustible se realiza por una bomba de inyección.

Ecuación de la lección 23: n=1-

.

Lección 24: Ciclo de Brayton

Los motores de las turbinas de gas utilizadas en plantas generadoras de corrienteeléctrica o en la propulsión de aeronaves funcionan mediante el ciclo de Brayton, el cualtambién consta de cuatro etapas internamente reversibles:1. Compresión adiabática

2. Adición de calor a presión constante3. Expansión adiabática de

4. Liberación de calor a presión constante de

Ecuación de la lección 24: n=1-

=1-( )

= 1-( )



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Lección 25: Máquinas frigoríficas

La máquina refrigerante o frigorífica utiliza una fuente de energía externa, generalmentecorriente eléctrica como en el caso de una nevera o refrigerador común, para quitar calor de una fuente fría (enfriar) y dárselo a una fuente caliente. En la vida real la fuente fría

tiene una temperatura inferior a la del medio ambiente (interior de la nevera) y la fuentecaliente es el aire que rodea la máquina y que sirve como disipador de calor.

Los dos procedimientos más conocidos para efectuar la refrigeración son: compresión(ciclo de vapor) y absorción.

Ecuación de la lección 25: n==

=

Lección 26: Análisis dimensional

SISTEMA DE UNIDADES

El sistema que vamos a utilizar es el llamado Sistema Internacional de Unidades,abreviadamente SI, adoptado en 1960 por la Conferencia de Pesas y Medidas, para eluso en Ciencia y Tecnología.

Ecuación de la lección 26: ⁄

Lección 27: Aplicación de las leyes de la termodinámica a procesos de flujocontinuo.

Conservación de Masa y Volumen de Control

Un volumen de control es un volumen en el espacio el cual nos interesa para un análisis yque su tamaño y forma son totalmente arbitrarios y están delimitados de la manera quemejor convenga para el análisis por efectuar.También que se llama superficie de control a la que rodea al volumen de control, quepuede quedar fija, moverse o expandirse, además de ser siempre una superficie cerrada.Sin embargo, la superficie debe ser definida en relación con un sistema coordenado y,para algunos análisis, a veces es conveniente considerar el sistema coordenado girando oen movimiento y describir la superficie de control relativa al sistema.

Ecuación de la lección 27: (mt + δt – mt) + (δme – δmi) = 0

Lección 28: Aplicaciones de la termodinámica a procesos de flujo estable

En un volumen de control con flujo estable, la masa se mantiene constante con el tiempo,de tal manera que la cantidad de materia que entra al sistema en un intervalo de tiempodado, debe ser igual a la cantidad de materia que sale del sistema. El volumen de controlpuede tener una o varias secciones de entrada y así mismo una o varias secciones desalida.



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Ecuación de la lección 28: ∑ =∑

Lección 29: Aplicación de las leyes de la termodinámica a procesos de flujo

estable (Continuación)Bombas, compresores, turbinas y ventiladores

Estos equipos de amplio uso en la industria tienen en común que su procesotermodinámico involucra trabajo de eje ya sea que se realice trabajo sobre el sistemaelegido como en el caso de bombas, compresores o ventiladores o bien que el sistemarealice trabajo como en las turbinas.En estos casos el cambio de energía potencial generalmente es muy pequeño y confrecuencia se omite en los cálculos. Bajo estas condiciones, ep = 0.

Ecuación de la lección 29: W= -

Lección 30: Aplicación de las leyes de la termodinámica a procesos de flujotransitorio

Procesos de Flujo TransitorioEn un proceso de flujo transitorio al contrario del proceso de flujo estable se presentancambios en las propiedades del sistema con el tiempo. Para analizar estos procesospiense en un tanque de almacenamiento de combustible líquido conectado a tuberías dealimentación y descarga mediante sus respectivas válvulas.

PROCESO DE FLUJO UNIFORME Un proceso de flujo uniforme se caracteriza por quelas propiedades del volumen de control, en un instante determinado, son iguales en todaspartes, aunque cambian con el tiempo, lo hacen en forma uniforme. Las propiedades delas corrientes de entrada o salida pueden ser diferentes entre sí, pero suscorrespondientes valores deben ser constantes con respecto a la sección transversal deuna entrada o salida.

Ecuación de la lección 30: = Q-W+∑ + ⁄ +g -

∑ + ⁄ +g



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CONCLUSIONES

Podemos concluir que el curso de TERMODINAMICA, es una columnafundamental que sostiene las bases de las ingenierías. Ya que brindaherramientas para un desarrollo profesional adecuado.



BIBLIOGRAFÍA

Protocolo, académico. (2013) curso termodinámica Universidad Nacional Abierta ya Distancia.

Múnera, R. (2009).Termodinámica.

Palmira: Universidad Nacional Abierta y aDistancia.

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