informe de termo

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
ESCUELA DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

TERMODINAMICA I


Semana N° 4

CONTENIDO: Procesos Reversibles
Procesos a: volumen constante o presión constante
Capacidad Calorífica
Procesos de expansión con fuerzas impulsoras finitas.

Proceso Reversible

“Proceso cuyo sentido puede invertirse en cada punto mediante un cambio infinitesimal en lascondiciones externas”

NOTA: es un proceso especial sin flujo.

Ejemplo:
Sistema: gas proceso: Expansión simple

Alrededores: Paredes interiores del cilindro pistón, deslizamiento del pistón sin fricción, el cilindro y el pistón no conducen el calor.
La densidad del gas es baja y hay poca masa gaseosa, y en consecuencia se desprecian los efectos de la gravedad sobre el gas, es decirlos gradientes de presión en el gas inducidos por la gravedad se consideran muy pequeños y que los cambios de energía potencial serán despreciables en comparación con la energía potencial del conjunto pistón.


El pistón en su ascenso alcanza su velocidad máxima en el punto donde la fuerza ascendente balancea el peso del pistón; el equilibrio que lleva le hace llegar a un nivel superior, dondese invierte el sentido.
NOTA: Si el pistón se mantuviese en el punto máximo el aumento de la energía potencial del pistón seria igual o casi igual al trabajo realizado por el agua.
Si se deja al pistón sin restricciones, el pistón oscila con amplitud decreciente hasta quedar en reposo en la nueva posición de equilibrio a un nivel Δl de la posición inicial.
NOTA: La oscilación del pistón seamortigua por la naturaleza viscosa del gas, que en forma gradual CONVIERTEN el movimiento fuertemente DIRIGIDO de traslación de las moléculas en movimiento MOLECULAR CAOTICO.
En el proceso DISIPATIVO cierta cantidad de trabajo inicial realizado por el gas para acelerar el pistón se transforma en energía INTERNA que genera al gas.

NOTA: Todos los procesos que se realizan con SUSTANCIAS REALESdurante un tiempo finito presentan en cierta medida efectos disipativos de una u otra clase y por consiguiente IRREVERSIBLE.
Cuando los pesos retirados del pistón son de masa infinitesimal él embolo asciende con una velocidad UNIFORME.

NOTA: Un proceso REVERSIBLE exige la ausencia de FRICCION, en caso contrario el pistón se pega al cilindro y seria necesario retirar una masa finita antes deempezar su desplazamiento, por lo que no mantendría la condición de EQUILIBRIO necesario para la REVERSIBILIDAD.

NOTA: Un proceso es REVERSIBLE cuando la FUERZA IMPULSORA es de tamaño DIFERENCIAL.

Evaluación del Trabajo de Expansión o de Compresión realizado por un gas

El trabajo que fluye a través del ENTORNO o de las FRONTERAS de un sistema y que pasa o que se comunica como energía alos ALREDEDORES o al SISTEMA, es evaluado mediante la siguiente ecuación:


Un proceso es reversible, cuando se cumplen las siguientes condiciones:

PRIMERA: El sistema experimenta cambios infinitesimales de su condición de equilibrio interno, caracterizados por la presión y la temperatura, uniformes. El sistema tendrá un conjunto de actividades identificables.
SEGUNDO. El sistema debeexperimentar cambios infinitesimales respecto a su equilibrio mecánico con sus alrededores en estas condiciones se puede escribir:
F = PA
En donde: F → fuerza externa ejercida por los alrededores en las fronteras.
P → presión del gas (interna del sistema)

Estos procesos son reversibles MECANICAMENTE


Procesos a volumen constante o a presión constante.

NOTACION: las letras mayúsculasindicaran PROPIEDADES ESPECIFICAS o molares.

Ejemplo: para un sistema con masa “m” o con un “n” moles, se debe escribir:
mU ó uU unidades de: U →
mV ó nV

Para un sistema cerrado con “n” moles sometida a un proceso reversible mecánicamente la primera ley es:

a volumen constante resultará:
integrando: Q = n ΔU...