85091183 Unidad II

28/02/2012

Unidad II
Conservación de la masa y energía.
Primera ley de la termodinámica

Conservación de la masa
“En un proceso, la transferencia neta de masa hacia o desde
un sistema, es igual al cambio neto en la masa total del
sistema durante tal proceso”

Masa total que
entra

Cambio neto
en la masa
dentro del
sistema

Masa total que
sale

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Balance de masa
“En procesos deflujo estable, la cantidad de masa dentro
del sistema es constante, por lo tanto la cantidad de masa
que entra al sistema es igual a la cantidad que sale.”

Flujo másico y flujo volumétrico
Los procesos continuos implican el movimiento de material
desde un punto hasta
otro.
La velocidad a la cual un material se transporta a
través de una línea de proceso recibe el nombre de flujo del
material.

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Flujo másico y flujo volumétrico
Flujo másico

Flujo volumétrico

“Cantidad de materia que
fluye por unidad de
tiempo”.

“Cantidad de volumen que
fluye por unidad de
tiempo”.

Ejercicio
Una manguera de jardín con tobera incluida se emplea para llenar
una cubeta de 10 galones. El diámetro interior de la manguera es
de 2cm y se reduce a 0.8 cm en la salida de la tobera.
Si se requieren50segundos para llenar la cubeta con agua, determine:
A) Flujo másico y volumétrico del agua a través de la manguera.
B) Velocidad del agua en la salida de la tobera.
(1 gal = 3.785 L; 1m3=1000 L; densidad agua= 1000kg/m3 = 1Kg/L)

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1. El ventilador de un cuarto tiene una tasa de flujo de volumen de 30 l/s y opera
continuamente. Si la densidad del aire interior es de 1.20 kg/m3,determine la masa
de aire que es expulsada en un día.
(1m3 = 1000L)
2. Una manguera de jardín con tobera se emplea para llenar una cubeta de 20 gal. El
diámetro de la manguera es de 1 in y se reduce a 0.5 in a la salida de la tobera. Si la
velocidad en la manguera es de 8 ft/s determine:
• Tasa de flujo volumétrico y másico a través de la manguera.
• ¿Cuánto tiempo tardará en llenar la cubeta?
• Lavelocidad del agua a la descarga de la tobera.
(1 gal = 231 in3 , densidad del agua = 62.428 lb/ft3 , 1 ft3 = 1728 in3)
3. Entra aire con una densidad de 0.078 lb/ft3 al ducto de un sistema de A/C a una
tasa de flujo volumétrico de 450 ft3/min. Si el diámetro del ducto es de 10 in,
determine la velocidad del aire en la entrada del ducto y la tasa de flujo másico de
aire.

SUSTANCIAS PURAS

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SUSTANCIAS
PURAS
1.

Tienen una composición química homogénea e
invariable, puede existir en más de una fase.

2.
3.

4.

1.

¿Qué es?

Agua, nitrógeno, helio y dióxido de carbono.

2.

¿Cuáles son?

Al analizar en sus distintas fases las sustancias
puras, sabremos sus propiedades termodinámicas
las cuales nos ayudarán en procesos que se lleven a
cabo en calderas, centrales termoeléctricas,etc.

3.

¿Para qué estudiaremos
las sustancias puras?

4.

Fases de una sustancia
pura.

Sólido, líquido (comprimido y saturado), vapor
(saturado y sobrecalentado) y mezcla saturada.

Fases de una
sustancia pura.
•Sólido: a temperatura
elevada comienza el proceso
de fusión.
•Líquido comprimido: no
está a punto de evaporarse.
Al aumentar su temperatura
cambia a
•Líquido saturado: está a
punto deevaporarse. En el
agua esta temperatura sería
de 100 C. Con un aumento
de calor comienza el cambio
de fase.

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Fases de una
sustancia pura.
•Vapor saturado: está a punto
de evaporarse.
•Mezcla saturada: mezcla de
vapor y líquido saturado. La
temperatura se mantiene
constante.
•Vapor sobrecalentado: no
está a punto de condensarse.

Diagrama de Mollier para Agua

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28/02/2012Temperatura de saturación:
a una presión dada, es la
temperatura en la que sucede
el cambio de fase.
Presión de Saturación: a una
temperatura dada, es la presión
en la que sucede el cambio de
fase.

CASOS ESPECIALES
La presión y temperatura de un
proceso son conocidas:
1.
Si la presión es mayor a la de
saturación, se habla de un
líquido comprimido.
2.
Si la presión es menor a la de
saturación, es un...