fisica

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD



TERMODINAMICA





ACTIVIDAD 6: TRABAJO COLABORATIVO 1


ADALBERTO JOSE BARANDICA POLO
ESTUDIANTE UNAD- CEAD BARRANQUILLA




Tutora: VICTORIA RODRIGUEZ





UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD




INTRODUCCIÓN

La termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entresus distintas manifestaciones, es así como en muchas situaciones de nuestra vida cotidiana vamos a encontrar innumerables casos de termodinámica ante los cuales no estamos conscientes pero son tan normales en nuestras vidas como lo puede ser el hecho de calentar algún alimento, poner a enfriar un jugo en la nevera, abrir una ventana para enfriar una habitación, encender un motor de un vehículo,recibir el calor del sol en las mañanas; es así como durante el siguiente documento trataremos de analizar varios ejemplos de nuestra vida cotidiana para estudiarlos y determinar como estos procesos trasforman y transmiten gran cantidad de energía con tan solo variar un poco la temperatura.
 














1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo General
Mediante el uso de la teoría de latermodinámica se determinaran en casos de la vida real su aplicación y evaluación de consumos energéticos, así como aplicación de la Ley Cero, Trabajo y Primera Ley de la Termodinámica.
1.2 Objetivos Específicos
Determinar matemáticamente mediante el uso de la teoría y las ecuaciones de Termodinámica el consumo energético en algunos casos de la vida cotidiana.
Analizar el consumo energético para uncaso en donde se utilice energía eléctrica y gas domiciliario.
Analizar las variaciones y plantear situaciones ideales que permitan el estudio apropiado de los casos de termodinámica, reconociendo las diferencias entre isotérmico, isobárico, isocórico y adiabático; aplicado a ejemplos de la vida real.
 












EJEMPLOS DE SISTEMAS TERMODINÁMICOS EN EL HOGAR CON EL CÁLCULO DESUS CONSUMOS ENERGÉTICOS
Ejemplo 1:
A una taza de té recién preparado (150 gr.) con agua hirviendo se le agrega un poco de leche fría a 2ºC sacada del refrigerador. ¿Cuánta leche debo agregar para que el té con leche quede a 85ºC? Cp del agua = 1 cal/gr. K y Cp de la leche = 0.8 cal/gr. K
Solución
Se aplica la primera ley para sistemas cerrados (masa inicial 150gr. + mL)
dU = ∂Q - ∂w
dH –PdV – VdP = ∂Q - PdV
PdV se cancelan y VdP se anula porque dP=0 P es cte.) ∂Q = dH
y si suponemos que no hay pérdidas de calor dH=0
Como hay dos sustancias l(leche y agua) es conveniente separa el proceso en dos: “lo que le pasa” al agua y “lo que le pasa” a la leche:
∆H = ∆HA + ∆HL
∆H = mA∆HA+mL∆L=0
Donde Q=c.m.∆T se despeja mL quedando
mL = -mA [∆HA/∆HL] = -mA [ČPA(T2A-T1A)/ČPL(T2L-T1L)]
Reemplazando valores:
m_A=150gr
C_PA=1cal/gr
C_PL=0.8cal/gr
T_1A=100ºC=373ºK
T_2A=85ºC=358ºK
T_1L=2ºC=275ºK
T_2L=85ºC=358ºK
m_L=-150*[(1*(358-373))/(0.8*(358-275) )]
m_L=33.89gr
Ejemplo 2:
Debo calentar 1 lt. (1 Kg.) De agua contenida en una tetera desde la temperatura del agua de la llave (T1) hasta que el agua hierva (T2). T1=20ºC y T2=100ºC
a) ¿Cuánta energía en forma decalor debo agregar?
Solución
partimos de la ecuación Q=c.m.∆T
Con T1=20ºC (293K), T2=100ºC=373K y ČP=1 (cal/gr. K), resulta
Q=1000gr*1cal/grK*(373ºk-293ºk)
Q = 80000 cal
Ejemplo 3: Se calentó un carbón para un asado sobre una mesa cuya superficie es de mármol y su masa es de 20 kg, si la temperatura a la que ha quedado es de 150ºC , determinar el calor perdido hasta que la placa de lamesa de mármol llegue a la temperatura ambiente de 20ºC.
Solución
Partimos de la ecuación Q=c.m.∆T
Con T1=20ºC (293K), T2=100ºC=373K y Čm=0.21 (cal/gr. K), resulta
Q=20000gr*0.21cal/grK*(293ºk-423ºk)
Q = 546000 cal
Ejemplo 4:
Debo enfriar 250 ml. de jugo (aprox 0.25 Kg.) contenido en un envase desde la temperatura ambiente (T1) 26ºC, hasta los 4ºC (T2). T1=26ºC y T2=4ºC
a) ¿Cuánta...