Balances De Energia

TEMA 3: Balances de energía en régimen
estacionario
1.

CONCEPTOS TERMODINÁMICOS
Formas de energía de un sistema

2.

EXPRESIONES DEL BALANCE DE ENERGÍA
Sistemas cerrados
Sistemas abiertos

3.

SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA
Determinación de capacidades caloríficas

4.

SISTEMAS CON VARIACIÓN DE PRESIÓN

5.

SISTEMAS CON CAMBIO DE FASE
Determinación de caloreslatentes

6.

SISTEMAS CON MEZCLA Y/O DISOLUCIÓN

7.

SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA
Determinación de calores de reacción

TEMA 3: Balances de energía en régimen
estacionario

1. CONCEPTOS TERMODINÁMICOS
Formas de energía de un sistema
2.

EXPRESIONES DEL BALANCE DE ENERGÍA
Sistemas cerrados
Sistemas abiertos

3.

SISTEMAS CON VARIACIÓN DE TEMPERATURA
Determinación decapacidades caloríficas

4.

SISTEMAS CON VARIACIÓN DE PRESIÓN

5.

SISTEMAS CON CAMBIO DE FASE
Determinación de calores latentes

6.

SISTEMAS CON MEZCLA Y/O DISOLUCIÓN

7.

SISTEMAS CON REACCIÓN QUÍMICA
Determinación de calores de reacción

1. CONCEPTOS TERMODINAMICOS (1/3)
Sistema : parte del universo seleccionada para su estudio
Alrededores : parte del universo exterior a loslímites del sistema
Límites del sistema : barrera que separa el sistema de los alrededores
Sistema abierto : sistema que SI intercambia materia con los alrededores.
Sistema cerrado : sistema que NO intercambia materia con los alrededores.
Sistema adiabático : sistema que NO intercambia energía con los
alrededores.
Sistema aislado : sistema que NO intercambia materia ni energía con losalrededores.

-3-

1. CONCEPTOS TERMODINAMICOS (2/3)
Estado del sistema: condición del sistema determinada por sus propiedades
termodinámicas (presión, temperatura, volumen, concentración, …)
Propiedades intensivas: propiedades INDEPENDIENTES de la cantidad de
materia (Ej: presión, temperatura, densidad, concentración, entalpía específica).
Propiedades extensivas: propiedades que DEPENDEN de lacantidad de
materia del sistema (volumen, masa). Se transforman en intensivas cuando se
evalúan por unidad de masa del sistema.
Camino: serie de estados sucesivos por los que pasa el sistema en un proceso.
Proceso cíclico: camino cuyo estado inicial y final son iguales.

-4-

1. CONCEPTOS TERMODINAMICOS (3/3)
Equilibrio: (1) estado del sistema en el que no existe ninguna fuerzaimpulsora que provoque algún cambio en el sistema. (2) Estado del
sistema que no puede experimentar espontáneamente ningún
cambio. Cuando un sistema no está en equilibrio tiende
espontáneamente a alcanzarlo.
Proceso reversible: el proceso sigue un camino por estados de
equilibrio. Puesto que no hay fuerzas impulsoras, en la práctica no
puede alcanzarse un proceso totalmente reversible.
Procesoirreversible: el proceso sigue un camino por estados
sometidos a fuerzas impulsoras finitas.

-5-

1. FORMAS DE ENERGÍA DE UN SISTEMA (1/2)
Energía Interna (U): asociada al movimiento y posiciones relativas de las
partículas elementales (moléculas, átomos y partículas subatómicas) que
constituyen el sistema.
Energía Externa: asociada al posición y movimiento global del sistema. 2 Tipos:Energía cinética (EC): debida al movimiento del sistema como un todo con
respecto a un punto de referencia. Ec= mu2/2

Energía potencial (EP): energía debida a la posición del sistema en un
campo gravitatorio. Ep=mgh
La Energía total del sistema es la suma de las energías interna y externa:

ETOT= U+EP+EC
-6-

1. FORMAS DE ENERGÍA DE UN SISTEMA (2/2)
Energía en tránsito: energía que unsistema puede ceder o recibir.
Dos tipos de energía en tránsito:

Calor: flujo de energía calorífica provocado por una diferencia de
temperaturas entre el sistema y los alrededores. Se considera
positivo el calor que entra en el sistema.

Trabajo: flujo de energía mecánica transferida por la acción de una
fuerza. Se considera positivo el trabajo que sale del sistema.
Convenio de...