Leyes de termodinámica
Páginas: 5 (1244 palabras)
Publicado: 24 de mayo de 2010
PRIMERA LEY PARA SISTEMAS CERRADOS
Con base en observaciones experimentales, la primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede ser transformada. La primera ley no puede demostrarse matemáticamente, pero no se conoce ningún proceso en la naturaleza que haya violado la primera ley, lo que debe considerarse como prueba suficiente.
Laprimera ley de la termodinámica es también conocida como el principio de la conservación de la energía y afirma que la energía total es una propiedad termodinámica.
Un sistema cerrado es una cantidad fija de fluido contenida dentro de una frontera. La frontera sirve para separar el sistema del entorno. Sólo la energía en forma de calor y trabajo puede cruzar la frontera.
Primera ley para unciclo de un sistema cerrado.
Si un sistema cerrado contiene un fluido y realiza una serie de procesos de manera que el fluido regrese a su estado original, el sistema ha pasado a través de un ciclo. Como el fluido empieza en un estado particular y termina el ciclo exactamente en el mismo estado, no puede haber cambio neto de energía dentro del fluido. La primera ley para un ciclo se puedeenunciar como:
“Cuando un sistema cerrado realiza un ciclo, entonces la transferencias neta de calor al sistema es igual al trabajo neto realizado sobre el entorno”:
neto QW =
Primera ley para un proceso de un sistema cerrado.
Las únicas formas de energía que pueden entrar en un sistema o salir de él son el calor y el trabajo:
[Energía que entra al sistema] – [Energía que saledel sistema] = [Cambio de la energía del sistema]
QW E − =∆
Suponiendo que la energía total del sistema E consta de tres partes: energía interna U, energía cinética Ec y energía potencial Ep; la ecuación queda de la siguiente forma:
cp QW U E E − = ∆ +∆ +∆
La primera ley para sistemas cerrados estacionarios.
La mayoría de los sistemas cerrados que se encuentran enla práctica son estacionarios, es decir, no implican ningún cambio en su velocidad o en la elevación de su centro de gravedad durante un proceso. De modo que para los sistemas cerrados estacionarios, los cambios en las energías cinéticas y potencial son despreciables y la relación de la primera ley se reduce a:
QW U − =∆
La energía de un sistema cerrado solo cambia mediante flujos decalor y trabajo que no alteran la energía total del universo (sistema más ambiente)
AE=Q-W
Cambio de energía del sistema= calor (Q) que absorbe - trabajo (W) que hace sobre ambiente
Ejemplo:
Sistema=gas dentro de un cilindro sellado durante 10 segundos
H=3 julios/seg (vatios),
Potencia= 2 julios/seg (vatios)
Energía inicial del sistema =100julios
Energía inicial de fuente de calor=fuentede trabajo= 200 julios
DETERMINACION DEL TRABAJO (W) Y DELCALOR (Q) PARA UN
SISTEMA GASEOSO MEDIANTE LA PRIMERA LEY
F= Fuerza contra el pistón
v= Velocidad de expansión del pistón
P= Presión Del Gas
A= Área del pistón
dV= Cambio infinitesimal de volumen del gas
Para un fluido (gas o líquido) podemos interpretar trabajo como la integración de la presión a través de un cambio envolumen.
Ejemplo:
Expansión isotérmica de aire a temperatura de 27ºC:
V1=1m^3, V2=2m^3, T=300K, n=40 moles, R=8.2J/K
DETERMINACION DE W Y DE Q CON LA PRIMERA LEY
=7E4 J
Q=W=7E4J
1. LEY: LEY DE CONSERVACION DE ENERGIA: SISTEMAS ABIERTOS
ENERGIA:
* Propiedad acumulativa de un sistema que expresa su capacidad para generar cambios físicos.
* Propiedad que se conserva: loque gana el sistema lo pierde el ambiente y viceversa.
* Propiedad intercambiable con el ambiente por tres procesos o flujos: flujo de sustancias químicas (potencia, química), flujo de trabajo (potencia, mecánica) y flujo de calor (potencia, térmica)
* Propiedad escalar que asume diversas formas que son mutuamente transformables.
* Propiedad acumulativa que se conserva, pero que puede...
Con base en observaciones experimentales, la primera ley de la termodinámica establece que la energía no puede ser creada ni destruida, sólo puede ser transformada. La primera ley no puede demostrarse matemáticamente, pero no se conoce ningún proceso en la naturaleza que haya violado la primera ley, lo que debe considerarse como prueba suficiente.
Laprimera ley de la termodinámica es también conocida como el principio de la conservación de la energía y afirma que la energía total es una propiedad termodinámica.
Un sistema cerrado es una cantidad fija de fluido contenida dentro de una frontera. La frontera sirve para separar el sistema del entorno. Sólo la energía en forma de calor y trabajo puede cruzar la frontera.
Primera ley para unciclo de un sistema cerrado.
Si un sistema cerrado contiene un fluido y realiza una serie de procesos de manera que el fluido regrese a su estado original, el sistema ha pasado a través de un ciclo. Como el fluido empieza en un estado particular y termina el ciclo exactamente en el mismo estado, no puede haber cambio neto de energía dentro del fluido. La primera ley para un ciclo se puedeenunciar como:
“Cuando un sistema cerrado realiza un ciclo, entonces la transferencias neta de calor al sistema es igual al trabajo neto realizado sobre el entorno”:
neto QW =
Primera ley para un proceso de un sistema cerrado.
Las únicas formas de energía que pueden entrar en un sistema o salir de él son el calor y el trabajo:
[Energía que entra al sistema] – [Energía que saledel sistema] = [Cambio de la energía del sistema]
QW E − =∆
Suponiendo que la energía total del sistema E consta de tres partes: energía interna U, energía cinética Ec y energía potencial Ep; la ecuación queda de la siguiente forma:
cp QW U E E − = ∆ +∆ +∆
La primera ley para sistemas cerrados estacionarios.
La mayoría de los sistemas cerrados que se encuentran enla práctica son estacionarios, es decir, no implican ningún cambio en su velocidad o en la elevación de su centro de gravedad durante un proceso. De modo que para los sistemas cerrados estacionarios, los cambios en las energías cinéticas y potencial son despreciables y la relación de la primera ley se reduce a:
QW U − =∆
La energía de un sistema cerrado solo cambia mediante flujos decalor y trabajo que no alteran la energía total del universo (sistema más ambiente)
AE=Q-W
Cambio de energía del sistema= calor (Q) que absorbe - trabajo (W) que hace sobre ambiente
Ejemplo:
Sistema=gas dentro de un cilindro sellado durante 10 segundos
H=3 julios/seg (vatios),
Potencia= 2 julios/seg (vatios)
Energía inicial del sistema =100julios
Energía inicial de fuente de calor=fuentede trabajo= 200 julios
DETERMINACION DEL TRABAJO (W) Y DELCALOR (Q) PARA UN
SISTEMA GASEOSO MEDIANTE LA PRIMERA LEY
F= Fuerza contra el pistón
v= Velocidad de expansión del pistón
P= Presión Del Gas
A= Área del pistón
dV= Cambio infinitesimal de volumen del gas
Para un fluido (gas o líquido) podemos interpretar trabajo como la integración de la presión a través de un cambio envolumen.
Ejemplo:
Expansión isotérmica de aire a temperatura de 27ºC:
V1=1m^3, V2=2m^3, T=300K, n=40 moles, R=8.2J/K
DETERMINACION DE W Y DE Q CON LA PRIMERA LEY
=7E4 J
Q=W=7E4J
1. LEY: LEY DE CONSERVACION DE ENERGIA: SISTEMAS ABIERTOS
ENERGIA:
* Propiedad acumulativa de un sistema que expresa su capacidad para generar cambios físicos.
* Propiedad que se conserva: loque gana el sistema lo pierde el ambiente y viceversa.
* Propiedad intercambiable con el ambiente por tres procesos o flujos: flujo de sustancias químicas (potencia, química), flujo de trabajo (potencia, mecánica) y flujo de calor (potencia, térmica)
* Propiedad escalar que asume diversas formas que son mutuamente transformables.
* Propiedad acumulativa que se conserva, pero que puede...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.