primera ley de la termodinamica para sistemas cerrados eam
TRANSCRIPT
1
Presentado por : ING. JORGE ENRIQUE HERRERA ARROYAVE
ESCUELA DE ADMINISTRACIÓN Y MERCADOTECNIA DEL QUINDÍO
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS CERRADOS
ENERO DEL 2013
2
CONSIDERACIONES GENERALES DE LA TERMODINÁMICA
Un sistema termodinámico se define como una cantidad de masa sobre la cual se quiere hacer un estudio.
El sistema esta rodeado por el espacio exterior y separado de este por medio de los limites del sistema.
Los sistemas pueden se cerrados O abiertos:(Limites del sistema, volumen del sistema) (Superficie de control,
volumen de control)
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
3
ENUNCIADO PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Establece el principio de la conservación de la energía.
La energía puede cambiar de una forma a otra pero no puede ser creada ni destruida.
La energía total del universo permanece constante.
Las variaciones de energía en un sistema cerrado es causada por el intercambio de energía con la que lo rodea.
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
4
PROCESO Y CICLO
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
5
MUESTRA INTUITIVA PRIMERA LEY
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
6
ANÁLISIS DE LA PRIMERA LEY EN UN PROCESO
•La cantidad de energía es la misma para todos los procesos. Por lo tanto depende solamente del estado inicial y final y no de la trayectoria.
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
7
REPRESENTACIÓN DE LA PRIMERA LEY PARA UN CABIO DE ESTADO
E representa toda la energía del sistema en el estado determinado, y puede estar presente en diversas formas de energía. En el estudio de la termodinámica es conveniente considerar la energía cinética y potencial por separado y las demás formas de energía de la masa en energía interna
E =U+Ec+Ep
Si consideramos una masa que inicialmente se encuentra en reposo y sobre este sistema actúa una fuerza horizontal F y la masa se mueve una distancia dx en la dirección de la fuerza . Entonces no hay cambio de energía potencial, consideramos no hay intercambio de calor y no hay cambio de energía interna.
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
8
REPRESENTACIÓN DE LA PRIMERA LEY PARA UN CABIO DE ESTADO
Para la energía potencial se considera una masa en reposo. Supongamos que esta masa se eleva una cierta altura debido a la aplicación de una fuerza F con velocidad constante, la energía interna no cambia y no hay intercambio de calor.
El cambio neto de energía del volumen del sistema siempre es igual a la transferencia neta de energía a través de los limites como calor y trabajo.
FACULTAD DE INGENIERÍAS INGENIERÍA MECATRÓNICA E.A.M
9
EJEMPLOSUn recipiente que contiene un fluido se agita
por medio de una rueda de paletas. El trabajo que se suministra a la rueda de paletas es de 5090 kJ. La transferencia de calor desde el recipiente son 1500 kJ. Considere el recipiente como limites del sistema y determine el cambio de energía interna de esta masa de control.
Un recipiente que tiene un volumen de 5 m^3 contiene 0.05 m^3 de agua liquida saturada y 4.95 m^3 de vapor de agua saturada a 0.1 Mpa. Se transfiere calor hasta que el recipiente se llena con vapor saturado. Determine la transferencia de calor para este proceso.