s2 introduccion a la termodinamica (2).pdf

Ing. Rocío Carrión

TERMODINAMICA - INTRODUCCION

QUE DEBEMOS DE RESPONDER AL FINAL DE LA

SESIÓN

¿Qué estudia la termodinámica?

¿Qué es un sistema termodinámico?

¿Cuál es la diferencia entre propiedades extensivas

e intensivas?

LOGRO DE SESION

Al termino de la sesión el estudiante será capaz de

explicar los conceptos básicos de la termodinámica,

revisar las unidades que se utilizan en

termodinámica, así como identificar el vocabulario

especifico del curso.

Termodinámica

Es la ciencia del movimiento del calor

Termo: Calor

Dinámica: Movimiento

TERMODINAMICA ENERGIA

ENERGIASOLAR

ENERGIAEOLICA

ENERGIAMAREOMOTRIZ

ENERGIAELECTRICA

CUANTIFICAMOS

La Ley ¨0¨ : Define a la temperatura (T) – Ley del

sentido común.

La Primera Ley: Define a la energía (U) – Ley de la

conservación – Punto de equilibrio.

La Segunda Ley: Define entropía (S) – El punto de

equilibrio sólo existe a 0ᵒ K.

La Tercera Ley: Un valor numerico a la S – No se

puede llegar a 0ᵒ K.

Leyes de la termodinámica

PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA

LA ENERGÍA NO SE CREA NI SE DESTRUYE; SÓLO SE TRANSFORMA

(PRIMERA LEY).

PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA

LA ENERGÍA NO SE CREA NI SE DESTRUYE; SÓLO SE TRANSFORMA

(PRIMERA LEY).

Es difícil imaginar un área que no se relacione dealguna manera con la termodinámica. Por lo tanto,desarrollar una buena comprensión de los principios básicosde esta ciencia ha sido durante mucho tiempo parte esencial dela educación en ingeniería.

TERMODINAMICA?

Conceptos Básicos

Sistema : Sistema termodinámico

Una región del espacio, delimitada

por límites bien definidos.

- Sistema abierto

- Sistema Isolado

- Sistema Cerrado

SISTEMAS CERRADOS Y ABIERTOS

Un sistema se define como una

cantidad de materia o una región en el

espacio elegida para análisis

La masa o región fuera del sistema seconoce como alrededores

La superficie real o imaginaria quesepara alsistema de sus alrededores se llama frontera

Los sistemas se pueden considerar cerrados o

abiertos, dependiendo de si se elige para estudio una

masa fija o un volumen fijo en el espacio

Un sistema cerrado

(conocido también como

una masa de control) consta

de una cantidad fija de masa

y ninguna otra puede cruzar

su frontera.

Un sistema abierto: Tantola masa como la energíapueden cruzar la frontera deun volumen de control.

Un sistema aislado: Ni lamasa, ni la energía puedencruzar la frontera de unvolumen de control.

Resumiendo:

Tipos de sistemas:

- Abiertos: Masa y energía fluye a

través de la frontera.

- Cerrado: Sólo la energía puede

cruzar la frontera

- Aislado: Ni la masa, ni la energía

pueden cruzar la frontera.

Tips:

Antes de resolver un problema, tienes

que tener en claro estos conceptos:

- Sistema (Abierto, cerrado o aislado)

- Alrededores

- Límites

DESCRIBIENDO UN SISTEMA

- Sistema Homogéneo o Heterogéneo.

- Estado del sistema: Equilibrio.

- Componentes del sistema: Cuantos

componentes tiene el sistema.

PROPIEDADES DE UN SISTEMA

Propiedades intensivas son aquellas independientes

de la masa de un sistema, como

presión y densidad, son ejemplos

temperatura,

Las propiedades

valores dependen

sistema. La masa

ejemplos.

extensivas son aquellas cuyos

del tamaño o extensión del

total, volumen total son algunos

Las propiedades extensivas por unidad de masa se

llaman propiedades específicas. Algunos ejemplos

de éstas son el volumen específico

U N IV E R S I D A DP R IV A D A D E L N O R T E

ESTADO Y EQUILIBRIO

Estado 1 Estado 2

El postulado de estado requiere que las dos propiedades especificadas

sean independientes para fijar el estado; y son independientes si una de ellas puede

variar mientras la otra se mantiene constante

Por ejemplo, la temperatura y el volumen específico son siempre propiedades

independientes, y juntas fijan el estado de un sistema compresible simple

Factores de conversion

DIMENSION METRICO

Acelerac i6n

Area

Densidad

Energia, calor, trabajo,

energia interna ,

entalpfa

Fuerza

Flujo de calor

Coef iciente de t rans

ferenc ia de calor

1 m/s2 = 100 cm/s2

1 m2 = 104 cm2 = 106 mm2 = 10- 6 km2

1 g/cm3 = 1 kg/L = 1 000 kg/m3

1 kJ = 1 000 J = 1 000 N . m = 1 kPa . m3

1 kJfkg = 1 000 m2/s21 kWh = 3 600 kJ

1 calt = 4. 184 J1 IT calt = 4.1868 J

1 Cait = 4. 1868 kJ

1 N = 1 kg · m/s2 = 105 dina

1 kgf = 9.80665 N

1 W/cm2 = 104 W/m2

1 W/m2 · °C = 1 W/m2 · K

METRICD/INGLES

1 m/s2 = 3.2808 ft/s2

1 ft/s2 = 0.3048* m/s2

1 m2 = 1 550 in2 = 10.764 ft2

1 ft2 = 144 in2 = 0.09290304* m2

1 g/cm3 = 62.428 lbm/ft3 = 0.036127 lbmfin3

1 lbm/in3 = 1 728 lbm/ft3

1 kg/m3 = 0.062428 lbm/ft3

1 kJ = 0.94782 Btu

1 Btu = 1.055056 kJ

= 5.40395 psia . ft3 = 778.169 lbf . f t1 Btu/lbm = 25 037 ft2/s2 = 2.326* kJ/kg

1 kJ/kg = 0.430 Btu/lbm

1 kWh = 3 412.14 Btu

1 termia = 105 Btu = 1.055 x 10 5 kJ

(gas natural)

1 N = 0.22481 lbf

1 lbf = 32.174 lbm . ft/s2 =4 .44822 N

1 W/m2 = 0.3171 Btu/ h . ft2

1 W/m2 . °C = 0.176 12 Btu/h . ft2 . °F

U N IV E R S I D A DP R IV A D A D E L N O R T E

REFLEXIONA SOBRE SU PROCESO DE

APRENDIZAJE

Respondemos al cuestionario en clase

REFLEXIÓN

Sin la ética, todo sucede como si cinco

mil millones de pasajeros fueran a

bordo de una embarcación sin

conductor. Cada vez más de prisa, pero

no sabemos hacia donde.

Jacques Cousteau