Resumen Termodinamica General Y Laboratorio Utfsm Mecanicos
RESUMEN IWM210 TERMODINÁMICA GENERAL Y LABORATORIO
|
|
Por Esteban Briones M.
08/03/2011
|
Sistema Termodinámico
Región del espacio elegida para el estudio.
Sistema Cerrado: No fluye masa a través del sistema (pero sí puede fluir trabajo y energía).
Sistema Abierto: Puede haber flujo de masa, trabajo, y energía. (“Volumen de control”).
Energía
Energía interna (U):Está asociada a los grados de libertad internos de un sistema.
Energía Mecánica (E): Está asociado con los grados de libertad externos de un sistema.
E=U+EC+EP
Propiedades Termodinámicas
Parámetros que caracterizan el estado de un sistema, como temperatura (T), presión (p), volumen (V), masa (m), densidad (ρ), entalpía (H), velocidad (v).Propiedad extensiva: Depende del tamaño del sistema. Ejemplo: m, V.
Propiedad intensiva: No depende del tamaño del sistema. Ejemplo: T, v, etc.
Propiedad específica: Propiedad extensiva por unidad de masa. Ejemplos:
ν=Vm (Volumen específico)
u=Um (Energía interna específica)
e=Em (Energía mecanica específica)
De esta forma, obtenemos la ecuación: e=u+v22+g∙z
Temperaturaabsoluta: T K=T°C+273,15 (Escala Kelvin) ∆TK=∆T(℃)
Presión: pmanométrica=pabsoluta-patmosférica pvacío=patmosférica-pabsoluta
pmanométrica=ρ∙g∙z
1 kPa=103Pa 1MPa=106[Pa] 1bar=105[Pa]
1atm=1,01325∙ 105[Pa] 1atm=14,696[psi] 1atm=760[torr]
Estados termodinámicos
El estado termodinámico de una sustancia puraqueda completamente determinado por dos propiedades intensivas independientes. En la línea de saturación, en cambio, basta conocer sólo una propiedad intensiva.
Superficie p-T-v del agua:
Cada punto en R3representa un estado termodinámico. Las tablas termodinámicas identifican una serie de estados termodinámicos a lo largo de la superficie p-T-v medidos previamente para una sustanciadeterminada. Una trayectoria cualquiera en esta superficie recibe el nombre de trayectoria termodinámica.
Mezcla líquido-vapor: Está dentro de la región de saturación líquido-vapor. Queda descrita por su calidad (x).
x=mvapormtotal=mvapormvapor+mlíquido
Para cualquier propiedad específica (ϕ) se cumple que: ϕmezcla=1-x∙ϕf+x∙ϕg
Ejemplo: νmezcla=1-x∙νf+x∙νgumezcla=1-x∙uf+x∙ug
Gases Ideales
p∙ν=R∙T R: Constante de Gas Ideal, diferente para cada gas.
p∙V=m∙R∙T
p∙V=N∙Ru∙T Ru : Constante universal de los gases ideales; N: Número de moles
R=RuM , M: Peso molecular del gas. Raire=0,287[KJkg∙K]
Los gases se desvían del comportamiento ideal cerca de la región de saturación y del puntocrítico.
En el diagrama se aprecia el comportamiento del Agua. Los números junto a los puntos indican el error porcentual al aproximar el vapor como gas ideal.
Factor de compresibilidad
p∙ν=Z∙R∙T
Z= p∙νR∙T ( Factor de compresibilidad) Para un gas ideal, Z=1. Para un gas no ideal, Z≠1.
Dado que todos los gases tienen un comportamiento similar, se introducen lassiguientes propiedades:
pr=ppcr Tr=TTcr νr=ννcr=νR⋅Tcrpcr
De esta forma se consiguen crear cartas de compresibilidad útiles para todos los gases.
Calor y Trabajo
Calor (Q): Flujo de energía que tiene que tiene lugar cuando todos los parámetros externos de un sistema se mantienen fijos.Trabajo (W): Flujo de energía que tiene lugar con variación de parámetros externos de un sistema.
El Calor (Q) y el trabajo (W) se miden en unidades de energía. El flujo de calor (Q) y el flujo de trabajo (W) se miden en unidades de potencia.
Convenio de signos:
En termodinámica el Trabajo (W) se define de...
Regístrate para leer el documento completo.