Fundamentos de termodinamica

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INGENIERÍA MECÁNICA

UNIDAD 1:
1. CONCEPTOS BASICOS
1.1 Dimensiones y Unidades
1.2 Termodinámica y Energía
1.3 Conceptos Termodinámicos: Sistemas, estado, procesos y tipos de propiedades
1.4 Propiedades Termodinámicas
1.5 Ley Cero de la Termodinámica
1.6 Formas de Energía
1.7 Procesos Termodinámicos

MATERIA:
TERMODINAMICA

1.1 Dimensiones y Unidades

Cualquier cantidad física secaracteriza mediante dimensiones. Las magnitudes asignadas a las dimensiones de llaman unidades. Algunas dimensiones básicas, como masa m, longitud L, tiempo T se seleccionan como dimensiones primarias o fundamentales, mientras que otras como la velocidad V, energía E, y el volumen se expresan en términos de las dimensiones primarias y se llaman dimensiones secundarias o dimensiones derivadas.Con el paso de los años se han creado varios sistemas de unidades. En la actualidad son de uso común dos sistemas: el sistema ingles y el SI métrico, también llamado sistema internacional, el cual esta basado en una relación decimal entre las distintas unidades.

Las siete dimensiones fundamentales
(o primarias) y sus unidades en el SI

|Dimensión |Unidad|
|Longitud |metro (m) |
|Masa |kilogramo (kg) |
|Tiempo |segundo (s) |
|Temperatura |kelvin (K) |
|Corriente Eléctrica|ampere (A) |
|Cantidad Luminosa |candela (cd) |
|Cantidad de Materia |mol (mol) |

1.2 Termodinámica y Energía

La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía y así mismo la energía se puede considerar como la capacidad de causarcambios.

Una ley fundamental es el principio de la conservación de la energía, la cual dice que la energía no se crea ni se destruye, esta fundamenta la primera ley de la termodinámica y sostiene que la energía es una propiedad termodinámica. La segunda ley de la termodinámica afirma que la energía tiene calidad así como cantidad y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad deenergía.

La ciencia de la termodinámica surgió hasta que Thomas Savery (1697) y Thomas Newcome (1712) construyeron en Inglaterra las primeras maquinas de vapor atmosféricas, las cuales eran muy lentas e ineficientes. La primera y la segunda leyes de la termodinámica surgieron de forma simultanea partir del año 1850, principalmente de los trabajos de William Rankine, Rudolph Clausius y LordKelvin.

Áreas de aplicación de la termodinámica

En la naturaleza, todas las actividades tienen que ver con cierta interacción entre la energía y la materia; por consiguiente, es difícil imaginar un área que no se relacione de alguna manera con la termodinámica. Comúnmente la termodinámica se encuentra en muchos sistemas de ingeniería y otros aspectos de la vida y no es muy necesario ir muylejos para comprobarlo. Por ejemplo el confort humano tiene estrecha relación con la tasa de emisión de calor metabólico. Se intenta controlar esta transferencia de calor ajustando la ropa a las condiciones ambientales.

1.3 Conceptos Termodinámicos: Sistemas, estado, procesos y tipos de propiedades

Sistemas y volúmenes de control

Un sistema se define como una cantidad de materia o unaregión en el espacio elegido para análisis. La masa o regio fuera del sistema se conoce como alrededores. La superficie real o imaginaria que separa que separa al sistema de sus alrededores se llama frontera (la frontera de un sistema puede ser fija o móvil).

Los sistemas se pueden considerar cerrados o abiertos, dependiendo de si se elige para estudio una masa fija o un volumen fijo en el...
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