Balance de energia

Balance de energía

El concepto de balance de energía macroscópico, es similar al concepto del balance de materia macroscópico:

|Acumulación de energía| |Transferencia de | |Transferencia de | |Generación de energía | |Consumo de energía|
|dentro del sistema | |energía hacia el | |energía del sistema | |dentro del sistema | |dentro delsistema|
| |= |sistema por el límite |- | |+ | |- | |
| | |del mismo | | | | | | |

En lo que respecta a la energía asociada con la masa, se divide en tres tipos:

Energía interna (U), energía cinética (K) yenergía potencial (P). También la energía puede transferirse por calor (Q) y trabajo (W). La generación o consumo de energía dentro del sistema estará dada por reacción química o causada por algún campo eléctrico o magnético externo.

El balance general de energía puede indicarse así:

mt2 ( U + K + P )t2 – mt (U + K + P)t = (U + K +P)m – (U + K + P)m – (U + K + P)M2 + Q – W + P V M – P2 V2 M2+ Sr

O en forma más simple:Et2 – Et = -∆ (H + K + P)m + Q – W + Sr

Sr: generación neta de energía dentro del sistema (Sr es positivo cuando la energía se desprende)

∧: indica que es por unidad de masa.

En muchos casos no entran todas las variables en juego o bien éstas son tan pequeñas que pueden despreciarse.

1. Sin transferencia de masa (sistema cerrado o intermitente) ysin reacción.

Et2− Et1= Q – W

2. Sin acumulación, transferencia de masa ni reacción.

Q = W = ∆[ ˆH + ˆ ( ) K + ˆP m ]

3. Sin acumulación o reacción, pero con flujo de masa.

Q − W = ∆[ ˆH + ˆ ( ) K + ˆP m ]

4. Sin acumulación y Q=0; W=0, K y P (por unidad de masa)=0; Sr=0

∆ ˆH = 0 (balance de entalpía)

Sistema del energía sistemadel energía límite del mismo sistema por el del límite del mismo el sistema por el hacia sistema del dentro de consumo dentro de generación de energía transferencia de energía transferencia dentro de energía.

5.

Sin acumulación y; W=0, K y P (por unidad de masa)=0

Q= Sr4. Sin acumulación y Q=0; W=0, K y P (por unidad de masa)=0; Sr=0

∆ ˆH = 0 (balance deentalpía) del límite del mismo.

Trabajo:
La palabra trabajo tiene diferentes significados en el lenguaje cotidiano, en física se le da un significado específico como el resultado de la acción que ejerce una fuerza para que un objeto se mueva en cierta distancia.
También se puede decir que el trabajo es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y el desplazamiento de este cuerpo endirección de la fuerza aplicada. Mientras se realiza un trabajo sobre el cuerpo, se produce una transformación de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es “energía en movimiento”. Las unidades de trabajo son las mismas que las de energía.
Un ejemplo cotidiano de trabajo sería el levantar una caja desde el piso al borde de una mesa: se realiza una fuerza para vencer el peso de lacaja y elevarla a una cierta altura para colocarla sobre la mesa.
Dentro del trabajo nos encontramos es trabajo realizado por una fuerza variable ó el trabajo realizado por una fuerza constante.
Nos referimos a una fuerza constante como aquella que no varía y el trabajo realizado por esta sería definida como el producto de una fuerza paralela al desplazamiento y la magnitud de estedesplazamiento. Una forma de decirlo científicamente ó en formula sería: T = Fd * cos
Donde F es la fuerza aplicada que será constante, y D el desplazamiento de la partícula y el ángulo entre las direcciones de la fuerza y el desplazamiento.
F = 30 Nw.
En el caso de una fuerza variable el trabajo se puede calcular gráficamente, el procedimiento es parecido al cálculo del desplazamiento cuando conocemos la...