Mecanismos
Páginas: 48 (11933 palabras)
Publicado: 9 de diciembre de 2010
CAPITULO 3
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
1. TRANSFERENCIA DE ENERGIA POR CALOR, TRABAJO Y MASA.
3.1.1 TRANSFERENCIA DE CALOR. Sabemos por experiencia que los cuerpos calientes si se dejan en contacto con el medio ambiente, se enfrían y quedan a la misma temperatura del ambiente. Cuando un cuerpo se deja en un medio que tiene una temperatura diferente, hay una transferencia deenergía entre el cuerpo y el medio hasta que ambos quedan en equilibrio térmico, esto es, ambos cuerpos llegan a la misma temperatura.
Puesto que el cuerpo que estaba frío tuvo un aumento de temperatura, es decir de su energía interna, quiere decir que éste cuerpo debe haber recibido alguna cantidad de energía externa, y el cuerpo que estaba caliente disminuyó su temperatura, lo que indica queeste cuerpo perdió parte de su energía interna, y la cedíó al cuerpo frío. Por ello se establece que la energía fluye de un cuerpo caliente a uno frío cuando se ponen en contacto. Esta energía fluyente le llamamos calor y la designamos con la letra Q y al proceso le llamamos transmisión o transferencia de calor.
El calor se define como la forma de energía que se transfiere entre dossistemas, debido a una diferencia de temperaturas.
El calor es energía en transición porque solo existe cuando se está transmitiendo entre dos sistemas; cuando los dos sistemas quedan en equilibrio térmico el calor desaparece, y se ha transformado en otras formas de energía como trabajo o energía interna.
Conviene establecer la diferencia entre calor y energía térmica, ya que estapuede tener diferentes formas y se puede almacenar, pero el calor solo existe cuando hay una transferencia de energía.
Un proceso durante el cual no hay transmisión de calor se llama proceso adiabático, término derivado de la palabra griega adiabatos, que significa no dejar pasar, cuando esto ocurre es porque uno o los dos sistemas que interactuan tienen paredes aislantes o adiabáticas.Como forma de energía, el calor Q tiene unidades de energía que son el Joule y sus múltiplos el kJ, el megajoule o MJ y el gigajoule o GJ, en el SI, y el BTU o Unidad Térmica Británica en el sistema ingles. En el sistema métrico tradicional se utiliza ampliamente en el medio comercial la kilocaloría o kcal, pero gradualmente debe ir dejando de usarse y darle su lugar al kJ. Lasequivalencias son: 1 kcal = 4.187 kJ = 3.96 BTU y 1 BTU = 1.057 kJ.
En muchas ocasiones, y en el uso de las tablas de los diversos fluidos, el calor està referido a la unidad de masa y se representa con la letra q que se define como:
q = Q/m en kJ/kg ó BTU/lbm.
En otras ocasiones se requiere conocer la tasa de transferencia de calor o cantidad de calor transferida porunidad de tiempo o Q/t y entonces se puede expresar como [pic][pic]y las unidades son kJ/s , kJ/min, kJ/h, GJ/h, ó BTU/seg, BTU/min etc.
La cantidad total de calor transferido en un proceso se obtiene con la ecuación
Q = [pic] en kJ.
Cuando la tasa de calor [pic] permanece constante durante un proceso, el calor total Q = [pic]Δt , en la que Δt = t2 – t1 es elintervalo de tiempo que dura la transmisión de calor.
Convención de signos para el calor. Para el análisis de procesos de transmisión de calor, se ha convenido por la mayoría de los libros que si el calor entra a un sistema tiene signo positivo y si la transmisión ocurre con el calor saliendo del sistema el signo es negativo.
Calor entra a un sistema (+), Calor sale de un sistema (-).
Formas detransferencia del calor Q. El calor se transmite de tres formas diferentes : conducción, convección y radiación.
El estudio de estas formas de transferencia de calor requiere de un curso completo, por lo que a continuación se mencionarán los principios básicos de estas 3 formas.
Conducción.
La conducción es la transferencia de calor de partículas calientes de una sustancia a otras partículas...
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
1. TRANSFERENCIA DE ENERGIA POR CALOR, TRABAJO Y MASA.
3.1.1 TRANSFERENCIA DE CALOR. Sabemos por experiencia que los cuerpos calientes si se dejan en contacto con el medio ambiente, se enfrían y quedan a la misma temperatura del ambiente. Cuando un cuerpo se deja en un medio que tiene una temperatura diferente, hay una transferencia deenergía entre el cuerpo y el medio hasta que ambos quedan en equilibrio térmico, esto es, ambos cuerpos llegan a la misma temperatura.
Puesto que el cuerpo que estaba frío tuvo un aumento de temperatura, es decir de su energía interna, quiere decir que éste cuerpo debe haber recibido alguna cantidad de energía externa, y el cuerpo que estaba caliente disminuyó su temperatura, lo que indica queeste cuerpo perdió parte de su energía interna, y la cedíó al cuerpo frío. Por ello se establece que la energía fluye de un cuerpo caliente a uno frío cuando se ponen en contacto. Esta energía fluyente le llamamos calor y la designamos con la letra Q y al proceso le llamamos transmisión o transferencia de calor.
El calor se define como la forma de energía que se transfiere entre dossistemas, debido a una diferencia de temperaturas.
El calor es energía en transición porque solo existe cuando se está transmitiendo entre dos sistemas; cuando los dos sistemas quedan en equilibrio térmico el calor desaparece, y se ha transformado en otras formas de energía como trabajo o energía interna.
Conviene establecer la diferencia entre calor y energía térmica, ya que estapuede tener diferentes formas y se puede almacenar, pero el calor solo existe cuando hay una transferencia de energía.
Un proceso durante el cual no hay transmisión de calor se llama proceso adiabático, término derivado de la palabra griega adiabatos, que significa no dejar pasar, cuando esto ocurre es porque uno o los dos sistemas que interactuan tienen paredes aislantes o adiabáticas.Como forma de energía, el calor Q tiene unidades de energía que son el Joule y sus múltiplos el kJ, el megajoule o MJ y el gigajoule o GJ, en el SI, y el BTU o Unidad Térmica Británica en el sistema ingles. En el sistema métrico tradicional se utiliza ampliamente en el medio comercial la kilocaloría o kcal, pero gradualmente debe ir dejando de usarse y darle su lugar al kJ. Lasequivalencias son: 1 kcal = 4.187 kJ = 3.96 BTU y 1 BTU = 1.057 kJ.
En muchas ocasiones, y en el uso de las tablas de los diversos fluidos, el calor està referido a la unidad de masa y se representa con la letra q que se define como:
q = Q/m en kJ/kg ó BTU/lbm.
En otras ocasiones se requiere conocer la tasa de transferencia de calor o cantidad de calor transferida porunidad de tiempo o Q/t y entonces se puede expresar como [pic][pic]y las unidades son kJ/s , kJ/min, kJ/h, GJ/h, ó BTU/seg, BTU/min etc.
La cantidad total de calor transferido en un proceso se obtiene con la ecuación
Q = [pic] en kJ.
Cuando la tasa de calor [pic] permanece constante durante un proceso, el calor total Q = [pic]Δt , en la que Δt = t2 – t1 es elintervalo de tiempo que dura la transmisión de calor.
Convención de signos para el calor. Para el análisis de procesos de transmisión de calor, se ha convenido por la mayoría de los libros que si el calor entra a un sistema tiene signo positivo y si la transmisión ocurre con el calor saliendo del sistema el signo es negativo.
Calor entra a un sistema (+), Calor sale de un sistema (-).
Formas detransferencia del calor Q. El calor se transmite de tres formas diferentes : conducción, convección y radiación.
El estudio de estas formas de transferencia de calor requiere de un curso completo, por lo que a continuación se mencionarán los principios básicos de estas 3 formas.
Conducción.
La conducción es la transferencia de calor de partículas calientes de una sustancia a otras partículas...
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