Balance de energia

Balance de Energía
Para llevar a cabo los balances de materia se utiliza la ley de conservación de la masa, la cual indica que la masa que ingresa al sistema es igual a la que sale más la acumulada en el proceso. De manera similar se puede enunciar la ley de conservación de energía, la cual postula que toda la energía que entra a un proceso es igual a la que sale más la que queda en el proceso.Algunas de sus formas más comunes son la Entalpía, Energía Eléctrica, la Energía química (en términos de la de la reacción), la Energía Cinética, la Energía Potencial, el Trabajo y el Flujo de Calor. Interesa primordialmente este tipo especial de energía, llamado energía mecánica, que incluye el término de trabajo a la energía cinética, a la energía potencial y la parte de trabajo de flujo deltérmino de Entalpía. La energía que se convierte en calor, o en energía interna, es trabajo perdido o una pérdida de energía mecánica causada por la resistencia ficcional al flujo, dicha pérdida es la suma de todas las pérdidas por fricción por unidad de masa ( ). Así, obtenemos el balance de Energía Mecánica:

CONCEPTOS BÁSICOS:
Sistema: Cualquier masa de material o parte de equipo especificadosarbitrariamente. Un sistema se define circundándolo con una frontera. Un sistema cerrado por el cual no hay transferencia de masa se denomina sistema cerrado o sistema sin flujo, en contraposición a un sistema abierto o sistema con flujo, en el cuál se permite el intercambio de masa.

Propiedad: es una característica de un materia la cual se puede medir, como volumen, presión, temperatura.Propiedad extensiva: es aquella cuyo valor depende de la cantidad de material y es aditiva.

Propiedad intensiva: es aquella cuyo valor no es aditivo y no varía con la cantidad de material.

Estado: es el conjunto de propiedades de los materiales en un momento dado. El estado de un sistema no depende de la forma o la configuración del sistema sino sólo de sus propiedades intensivas como latemperatura, la presión y la composición.

Proceso Adiabático: proceso en que no hay intercambio de calor, el sistema está aislado.
Capacidad calorífica: se definen las capacidades caloríficas a volumen constante (Cv) y a presión constante (Cp) y respectivamente.
Para líquidos y sólidos Cv y Cp se pueden considerar prácticamente iguales. Para los gases ideales Cp = Cv +R
Con objeto dedar un significado físico a la capacidad calorífica, se puede pensar que representa la cantidad de energía necesaria para elevar en un grado la temperatura de la unidad de masa de una sustancia. Por ejemplo:
* Cp = a + bT + cT2 + dT3

TIPOS DE ENERGÍA: SEIS TIPOS DE ENERGÍA
Trabajo (W): es una forma de energía que representa una transferencia entre el sistema y el entorno.

Calor: sedefine como la parte del flujo total energía que cruza a través de la frontera de un sistema debido a una diferencia de temperatura entre el sistema y el entorno.
Para evaluar cuantitativamente la transferencia de calor, se puede utilizar una fórmula empírica:
* (1)
Velocidad de transferencia de calor
A = área de transferencia
U = coeficiente de transferencia decalor(dato empírico)
T = diferencia efectiva de temperatura entre el sistema y el entorno

Energía cinética (Ec): es la energía que tiene el sistema asociada a su velocidad relativa al entorno en reposo
Ec = ½ mv

Energía potencial (P): es la energía que posee el sistema debido a la fuerza ejercida sobre su masa por un campo gravitacional o electromagnético con respecto a un plano de referenciaEnergía potencial debida a un campo gravitacional: P = mgh 
h = distancia al plano de referencia, medida a partir del centro de masa del sistema
m = masa del sistema
g = aceleración de gravedad

Energía interna: la energía interna(U), es la medida macroscópica de la energías molecular, atómica, y subatómica, lo cual sigue reglas microscópicas definidas para los sistemas dinámicos. Se...