Tarea 6

Universidad de Costa Rica
Sede Occidente
Departamento de Ciencias Naturales
Escuela Ingeniería Industrial
Termofluidos
Profesor: Carlos Acosta Nassar
Tarea 6: Resumen de Temas, Flujos no estacionarios y Segunda ley de la termodinámica (Tema 7)
Estudiante: Christiam Miranda Molina
Carné: B03927
2015
Enunciado:
1) Estudiar y hacer un resumen de los procesos de flujo y estado uniforme. ( Flujos noestacionarios)

2) Estudiar y hacer un resumen de la segunda ley de la termodinámica. (Tema 7).

Resúmenes:
Según Çengel & Boles (2012):
FLUJOS NO ESTACIONARIOS

Muchos procesos en los que se tiene interés tienen que ver con cambios dentro del volumen de control con tiempo. Esta clase de procesos se conocen como de flujo no estacionario o flujo transitorio.
Cuando se analiza un proceso de flujo noestacionario es importante estar al tanto del contenido de masa y energía del volumen de control, así como de las interacciones de energía a través de la frontera.
Algunos procesos comunes de flujo no estacionario son, por ejemplo, la carga de recipientes rígidos desde líneas de suministro, la descarga de un fluido desde un recipiente presurizado, la propulsión de una turbina de gas con aire apresión almacenado en un gran contenedor, el inflado de neumáticos o globos e incluso la cocción con una olla de presión ordinaria
A diferencia de los procesos de flujo estacionario, los procesos de flujo no estacionario comienzan y terminan en algún tiempo finito en lugar de continuar indefinidamente. Por lo tanto, en esta sección se abordan los cambios que ocurren en algún intervalo de tiempo ten lugar de las tasas de cambios (cambios por unidad de tiempo). En algunos aspectos un sistema de flujo no estacionario es similar a un sistema cerrado, excepto porque la masa dentro de las fronteras del sistema no permanece constante durante un proceso. Otra diferencia entre sistemas de flujo estacionario y no estacionario es que los primeros son fijos en espacio, tamaño y forma, pero lossegundos no.
El balance de masa para cualquier sistema que experimenta algún proceso se puede expresar como:


Para volúmenes de control, también se puede expresar de manera más explícita como:


El balance de energía general se dio antes como:


La mayor parte de los procesos de flujo no estacionario se pueden representar razonablemente bien mediante procesos de flujo uniforme, en los que se utilizala siguiente idealización: el flujo de fluido en cualquier entrada o salida es uniforme y estacionario; por lo tanto, las propiedades del fluido no cambian con el tiempo o con la posición en la sección transversal de una entrada o salida. Si cambian, se promedian y se tratan como constantes para todo el proceso.

El balance de energía para un sistema de flujo uniforme se puede expresar de formaexplícita como:


Donde  = h + ec + ep es la energía de una corriente de fluido en alguna entrada o salida por unidad de masa, y e = u + ec + ep es la energía en el fluido estático dentro del volumen de control por unidad de masa. Cuando los cambios de energía cinética y potencial relacionados con el volumen de control y las corrientes de fluido son insignificantes, como normalmente sucede, elbalance de energía anterior se simplifica a:



La segunda ley de la termodinámica:

Enunciado de Kelvin-Planck

Ninguna máquina térmica puede convertir todo el calor que recibe en trabajo útil. Esta limitación de la eficiencia térmica de las máquinas térmicas forma la base para el enunciado de Kelvin-Planck de la segunda ley de la termodinámica, que se expresa como sigue:

Es imposible que undispositivo que opera en un ciclo reciba calor de un solo depósito y produzca una cantidad neta de trabajo.

Es decir, una máquina térmica debe intercambiar calor con un sumidero de baja temperatura así como con una fuente de temperatura alta para seguir funcionando.
El enunciado de Kelvin-Planck se puede expresar también como: ninguna máquina térmica puede tener una eficiencia térmica de 100 por...