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CAPITULO 3

CONCEPTOS FUNDAMENTALES
La TERMODINAMICA es la ciencia que se ocupa de las transformaciones de la energía y de las leyes que rigen dichas transformaciones. No existe hasta ahora una definición exacta o satisfactoria de la energía; se dice que la energía es algo que tiene una facultad, una aptitud o una potencia de producir cambios en el estado de los cuerpos (incluyendo cambios ensus movimientos) o bien producir trabajo (mecánico, eléctrico, etc.) La energía puede clasificarse en dos grandes grupos: energías almacenadas y energías en transición.

3.1 ENERGIAS ALMACENADAS
Al primer grupo corresponden todas aquellas energías que permanecen en un sistema hasta que mediante alguna transformación pueden convertirse en otro tipo de energía. Las más importantes son:

3.1.1ENERGIA POTENCIAL. Es la energía gravitatoria de un objeto de masa (m), la cual viene dada por las siguientes expresiones:

εP = g Z
donde: εP = energía potencial específica o energía por unidad de masa

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TERMODINAMICA BASICA - LIBRO DE TEORIA : NESTOR GOODING GARAVITO ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

Z = altura por encima de un plano horizontal de referencia para el cual laenergía potencial es cero La energía potencial de una masa m, (Ep) estará dada por: Ep = m . εP

3.1.2 ENERGIA CINETICA. Está dada por las expresiones:

εC= ( v 2 / 2)
donde: εC = energía cinética específica o energía por unidad de masa.

v = velocidad con respecto a la superficie de la Tierra.
La energía cinética de una masa m, (Ec) estará dada por: Ec = m . εC 3.1.3 ENERGIA INTERNA. Esdebida a la configuración interna de la materia (energías cinéticas internas y potenciales internas). Cuando se expresa por unidad de masa se representa por la letra (u) y se denomina energía interna específica. La energía interna de una masa m, (U) estará dada por: U= m.u 3.1.4 ENERGIA QUIMICA. Es la energía que se manifiesta en las reacciones químicas. Los combustibles como el carbón, el petróleoy sus derivados, el gas natural, etc. constituyen las mayores fuentes de energía química almacenada.

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3.1.5 ENERGIA NUCLEAR. Es generada por la redistribución de partículas dentro del núcleo del átomo. La relación entre el decrecimiento de masa de una reacción nuclear y la energía generada está dada por laecuación de Einstein: E = m C2

donde: E = energía generada en ergios m = decrecimiento de masa en gramos C = velocidad de la luz (2,9979 x 1010 cm/s)

3.2 ENERGIAS EN TRANSICION
A este grupo corresponden aquellas energías que se transfieren como son: 3.2.1 CALOR. Energía transferida bajo la influencia de una diferencia de temperaturas. Se representa por la letra (Q). 3.2.2 TRABAJO. Es laenergía transferida por la acción de una fuerza mecánica en movimiento venciendo una resistencia a lo largo de una distancia. Se representa por la letra (W) y puede expresarse como:

dW = F dX

3.3 SISTEMAS TERMODINAMICOS
Un sistema termodinámico es una porción de espacio o cantidad de materia, la cual es seleccionada para su estudio. Todo lo que es ajeno al sistema se denomina alrededores omedio y el límite real o hipotético entre el sistema y sus alrededores se conoce como límites del sistema. Los sistemas termodinámicos se clasifican en dos grandes grupos: sistemas cerrados y sistemas abiertos.

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TERMODINAMICA BASICA - LIBRO DE TEORIA : NESTOR GOODING GARAVITO ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯

3.3.1 SISTEMA CERRADO. Se caracteriza por que no hay transferencia demateria entre el sistema y su medio. Puede existir transferencia de energías en forma de calor y trabajo.

Límites

Calor

Trabajo

Fluido

3.3.2 SISTEMA ABIERTO. Existe transferencia de masa y energías.

Trabajo y Calor

Entrada de fluido

Salida de fluido

Límites del sistema

3.3.3 SISTEMA AISLADO. Es un tipo especial de sistema, el cual puede considerarse como un sistema...
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