Balance De Energia

INTRODUCCION

Durante la década de 1840, varios físicos entre los que se encontraban Joule, Helmholtz y Meyer, fueron desarrollando la primera ley de la termodinamica. Sin embargo, fueron primero Clausius en 1850 y Thomson (Lord Kelvin) un año después quienes escribieron los primeros enunciados formales.[][]
La forma de transferencia de energía común para todas las ramas de la física yampliamente estudiada por éstas: es el trabajo. Dependiendo de la delimitación de los sistemas a estudiar y del enfoque considerado, el trabajo puede ser caracterizado como mecánico, eléctrico, etc. pero su característica principal es el hecho de transmitir energía y que, en general, la cantidad de energía transferida no depende solamente de los estados iniciales y finales, sino también de la formaconcreta en la que se lleven a cabo los procesos.
El calor es la forma de transferencia de un tipo de energía particular, propiamente termodinámica, que es debida únicamente a que los sistemas se encuentren a distintas temperaturas (es algo común en la termodinámica catalogar el trabajo como toda trasferencia de energía que no sea en forma de calor). Los hechos experimentales corroboran que estetipo de transferencia también depende del proceso y no sólo de los estados inicial y final.
En el siguiente trabajo desarrollaremos todo lo referente a los balances de energía es decir trabajos que generan calor en un sistema cerrado.

BALANCE DE ENERGIA

CONCEPTOS BÁSICOS:

Sistema: Cualquier masa de material o parte de equipo especificados arbitrariamente. Un sistema se definecircundándolo 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. Toda masa o equipos externos al sistema definido se designan como entorno. Al resolver un problema se debe definir claramente el sistema y su entorno.
Propiedad:es una característica de un materia la cuál se puede medir, como volumen, presión, temperatura etc.., o que se puede calcular
Propiedad extensiva(variable, parámetro): es aquella cuyo valor depende de la cantidad de material y es aditiva, por ejemplo el volumen y la masa son propiedades extensivas.
Propiedad intensiva(variable, parámetro): es aquella cuyo valor no es aditivo y no varía con lacantidad de material, ejemplo temperatura, presión, densidad.
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 la temperatura, la presión y la composición.
Dos propiedades son independientes una de la otra, si existe por lo menos una variable deestado del sistema en la que una propiedad varíe y la otra se mantenga fija
Proceso Adiabático: proceso en que no hay intercambio de calor, el sistema está aislado. También puede considerarse como adiabático el proceso, si Q(calor transferido) es muy pequeño o cuando el proceso ocurre con tal rapidez que no hay tiempo de transferir calor
Capacidad calorífica: se definen las capacidadescaloríficas a volumen constante(Cv) y a presión constante(Cp) y respectivamente. También se utiliza el término calor específico para indicar la capacidad calorífica expresada con base a la unidad de masa
Para rangos no demasiado amplios de temperatura se puede considerar a las capacidades caloríficas como independientes de la temperatura. Para líquidos y sólidos Cv y Cp se pueden considerarprácticamente iguales. Para los gases ideales Cp = Cv +R
Con objeto de dar 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.
Si consideramos la dependencia de la capacidad calorífica a presión constante Cp, con la temperatura y teniendo en cuenta que casi todas...