CAPITULO1.CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA
TODOS LOS CONCEPTOS Y GRAFICAS SON SACADOS DEL LIBRO DE TERMODINAMICA DE CENGEL 7 EDISION.
INTRODUCCION
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)
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)
APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA
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.
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.
TRANSFORMACIONES DE LA ENERGIA
UNIDADES FUNDAMENTALES
DIMENSIONES Y UNIDADES
CONSTANTES TERMODINAMICAS
HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL
SISTEMA, FRONTERA Y ALREDEDORES
TIPOS DE SISTEMAS
TIPOS DE SISTEMAS
TIPOS DE FRONTERAS
PROPIEDADES DE UN SISTEMA
HIPOTESIS DE MEDIO CONTINUO
POSTULADO DE ESTADO
DENSIDAD RELATIVA O GRAVEDAD ESPECIFICA
Para los líquidos la compara con la del agua y para gases la comparo con la del aire.
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.
• Variación de la densidad de los líquidos con la presión
• Las sustancias con densidades relativas menores que las del agua flotan en ella.
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.
EQUILIBRIO TERMODINAMICO
CAMBIOS DE FASE
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.
REPRESENTACION GRAFICA DE PROCESOS TERMODINAMICOS
GRAFICA REPRESENTATIVA DE UN CICLO TERMODINAMICO
DIAGRAMA REPRESENTATIVO DE UN CICLO
EJEMPLO N.1 DIAGRAMA DE CICLO DE REFRIGERACION
EJEMPLO N.2 DIAGRAMA DE CICLO RANKINE
PROCESOS ISOBARICO
Proceso en el cual la presión permanece constante pero las otras variables cambian
P atmosférica
PROCESO ISOTERMICO
Proceso en el cual la temperatura permanece constante pero las demás variables pueden cambiar.
PROCESO ISOMETRICO O ISOCORO
Proceso en el cual el volumen permanece constante y las demás variables pueden cambiar
PROCESO CUASIESTATICO O DE CUASIEQUILIBRIO
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.
ESCALA DE TEMPERATURA
PRESION
PRESION ABSOLUTA, MANOMETRICA Y ATMOSFERICA
VARIACION DE LA PRESION CON LA PROFUNDIDAD
MANOMETROS DE PRESION
PRESION ATMOSFERICA O BAROMETRICA
Son los metros columna de aire que hay por encima del punto de análisis.
PRINCIPIO DE PASCAL