clase 2 energía
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8/17/2019 Clase 2 Energía
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ENERGÍA: Capacidad para producir trabajo: Térmica, mecánica, eléctrica, magnética, química,
nuclear !orma" de Energía:
Macroscópica: Energía externa: #on la" que po"ee un "i"tema como un todo en relaci$n con cierto marco de
re%erencia e&terior #e originan por la po"ici$n ' mo(imiento de un "i"tema Energía potencial ' energía cinéticaMicroscópica: Energía interna (U): Grado de acti(idad molecular: energía cinética ' potencial )ndependiente de lo" marco" de re%erencia e&terno"
Energía Mecánica: #e puede con(ertir completamente en trabajo:
Energía de fujo: p *
Energía Cinética:
+
(m +
Energía Potencial: m g
-or tanto, la energía mecánica total e"tá dada por:
gm(m+
.*pE
+
mec ++= →
[ /]
-or unidad de ma"a:
g(+
.(,pe
+
mec ++=→ [ /01g]
-or unidad de tiempo:
++
ρ
== →•••
g(
+
.pmemE
+
mecmec [ /0" ≈ 2]
Donde•m es el fujo másico.
Calor (Q): Energía que "e tran"3ere entre do" "i"tema", por
di%erencia de temperatura" Energía en tran"ici$n Con(enci$n de "igno": Calor que Entra al "i"tema e"
POSITIVO Calor que #ale del "i"tema e" E!"TIVO 4ep$"ito de calor: atm$"%era, océano, orno, etc -roce"o adiabático: Q # $ 5nidad #): %o&le 6/78 unidad ingle"a: 'TU
9tra unidad: caloría 6cal7.cal ;,.T5 .?@@ /.>T5 +@+,.= cal
Calor por unidad de ma"a:
[ ]1g0 /m
q=
Ta"a de tran"%erencia de calor o Bujo de calor:
[ ]"0 /t
AA=•
!orma" de tran"%erencia: Conducci$n, Con(ecci$n ' Radiaci$n
)ng 9"car Delada o"quera.
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Traa%o (*): )nteracci$n de energía que ocurre entre un
"i"tema ' "u" alrededore" 5nidad #): joule (+7 o 1ilojoule (,+) Con(enci$n de "igno":
Trabajo que entra al siste-a trabajo
negati.o Trabajo que sale /el siste-a trabajo
positi.o
Traa%o Mecánico:
∫ = d"!2 Trabajo en un eje:
ωτ=τπ=
•
2n+2 BecaBeca
Trabajo en un re"orte: [ ]+.++re"orte &&1+
.2 −=
T0"'"+O E P0OCESOS CU"SISEST1TICOS: #e pre"enta comFnmente en proce"o" de
e&pan"i$n o compre"i$n de un ga" en undi"po"iti(o de cilindro émbolo
lamado también trabajo p dV o traa%o /e2rontera -ó.il
Trabajo positi.o: producido por el "i"tema6expansión7
Trabajo negati.o: eco "obre el "i"tema
6co-presión7 E"tá dado por:
∫ = +
.d*p2
En un diagrama p H *, e" equi(alente al áreatotal bajo la cur(a
-ara un proce"o a .ol&-en constante6i"ométrico7:
2 ? -ara un proce"o a presión constante
6i"obárico7:
7**6p2 .+−= -ara un proce"o a te-perat&ra constante 6i"otérmico7:
=
.
+
*
*lnC2 donde: C p.*. p+*+
-ara procesos politrópicos:#e rigen por la ecuaci$n: p . V n = C6con"tante7
n.
*p*p2 ..++
−
−=
donde: C p.*.n p+*+n
1 < n < 5/3.
)ng 9"car Delada o"quera+
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)ng 9"car Delada o"queraI
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Trabajo en un ciclo ter-o/iná-ico: 5n ciclo termodinámico e"tá %ormado por una
"erie de proce"o" termodinámico" de talmanera que el "i"tema regre"a a "u e"tadoinicial
a (ariaci$n de la" magnitude"termodinámica" propia" del "i"tema e" nula8e&cepto el calor ' el trabajo
Con"iderando a cada uno de lo" proce"o"que con%orman el ciclo como cua"ie"tático",el trabajo neto e"tá dado por :
;.I;+I.+neto 2222d*p2 +++== ∫ Ciclo en senti/o 3orario: trabajo neto
positi.o Ciclo en senti/o anti 3orario: trabajo neto negati.o
P0IME0" 4E5 6E 4" TE0MO6I1MIC":
Conocida también comoel
principio de conservación de la energía.
>rinda una ba"e "$lida para e"tudiar la" relacione" entre la" di(er"a" %orma" deinteracci$n de energía
>alance de energía:
"i"tem"alidaentrada EEE ∆=−
4onde: inicia3nal"i"tema EEE −=∆
En au"encia de e%ecto" eléctrico", magnético" ' de ten"i$n "uper3cial, elcambio de energía total del "i"tema durante un proce"o e" la "uma de lo"cambio" en "u" energía" interna ' energía mecánica:
potencienergcinéticaenergBujoenergmec"i"tema 5E5E ∆+∆+∆+∆=∆+∆=∆
-ara el ca"o de siste-as estacionarios, no a' (ariaci$n de la energíamecánica8 entonce" el cambio de energía total e" equi(alente a:
Esistema∆=∆
Entonce" la e&pre"i$n de la primera le', "e reduce a: 5EE "alidaentrada ∆=−
'alance /e energía para siste-as cerra/os: En un "i"tema cerrado, no e&i"te ningFn Bujo
má"ico que cruce la" %rontera"8 por lo tanto elcalor ' el trabajo "on la" Fnica" %orma" deinteracci$n de energía8 entonce", a"umiendo unatran"%erencia de calor al "i"tema 6calor po"iti(o7 'el trabajo realiJado por el "i"tema, tenemo":
"i"tem"alida,netoentrada,neto E2A ∆=−
9 "implemente: sisteE! " ∆=−
-ara el ca"o de sistemas estacionarios: ! " ∆=−
9 por unidad de ma"a: u# $ ∆=−
En un ciclo ter-o/iná-ico, la (ariaci$n de la" magnitude" termodinámica"propia" del "i"tema e" nula: E = %8 entonce": "alid,netoentrada,neto 2A =
Como Bujo": "alid,netoentrada,neto 2A••
=
)ng 9"car Delada o"quera;
http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica