Termodinamica jose valderrama

APUNTES DE TERMODINAMICA Año 2009
PLAN COMUN INGENIERIA CIVIL UNIVERSIDAD DE LA SERENA

Para alumnos de todas las Especialidades de Ingeniería Civil

Dr. José O. Valderrama Universidad de La Serena - Chile
Termo en Internet: http://www.termouls.cl.tc Agosto de 2009

INDICE
Prólogo Programa y Bibliografía Capítulo 1: Introducción Capítulo 2: Conceptos básicos supuestamente ya conocidos.Capítulo 3: La Primera Ley de la Termodinámica Capítulo 4: Comportamiento de Fluidos Capítulo 5: Propiedades Físicas y Termodinámicas Capítulo 6: Tablas y Diagramas Termodinámicos Capítulo 7: Ecuaciones de Estado Capítulo 8: La Segunda Ley de la Termodinámica Capítulo 9 : Humedad, Saturación y Sicrometría Capítulo 10 : Combustión y Combustibles Capítulo Final: Termodinámica en un ProcesoIndustrial 3 4 5 11 29 37 43 58 73 83 96 102 116

Esta es una Nueva Versión de los Apuntes de Termodinámica año 2009, usados por el autor en los Cursos de Termodinámica del Plan Común de Ingeniería Civil para las Especialidades de Industrial y Obras Civiles de la Universidad de La Serena en Chile.

Apuntes de Termodinámica 2009 (Dr. José O. Valderrama, Univ. de La Serena-Chile)

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PrólogoComprender la Termodinámica no es fácil, pero tampoco es difícil. Creo que en realidad lo que sucede durante el estudio y el aprendizaje de los distintos temas que incluye el curso se conjuga una serie de factores que hacen que la Termo parezca más difícil de lo que es. Algunos de estos factores son: mala base en conceptos básicos de matemáticas, física y química, ciencias fundamentales sobre las que sebasan las leyes y aplicaciones de la Termo en Ingeniería. Otro factor no menos importante es que los textos comúnmente disponibles para iniciar el estudio de la Termodinámica no explican en forma simple y directa algunos conceptos básicos y necesarios para comprender las leyes de la Termodinámica. La experiencia muestra que aunque los conceptos termodinámicos sean bien explicados por elinstructor y bien comprendidos por los estudiantes, aparecen luego deficiencias notables en simples aplicaciones de leyes matemáticas y físicas que nunca fueron bien asimiladas. Ya no me sorprende que muchos alumnos lleguen a este curso, después de más de dos años en la Universidad, y no tengan claridad sobre conceptos como peso molecular, mol, gas ideal, energía, temperatura, o simples cambios deunidades, materias que incluso están y han estado por años en los libros clásicos de tercero o cuarto año de la Enseñanza Media. El problema es más grave con conceptos matemáticos como derivadas, logaritmos o integrales. Por lo tanto, se hace más difícil para el instructor del curso visualizar la frontera de lo conocido o lo ignorado por un estudiante. En otras partes del mundo es una suposición razonableaceptar que el alumno que cursó una materia y la aprobó, entonces está capacitado para estudiar un curso superior y aplicar lo conocido. Eso no ocurre en nuestro caso y hay que ocupar parte importante del poco tiempo dedicado a la Termo para repasar conceptos supuestamente conocidos pero claramente olvidados. El conocido físico John Fenn de la Universidad de Yale en Estados Unidos ha propuesto la4ta ley de la Termodinámica, que transcribo en el idioma original, para no perder la esencia de su formulación: "It is impossible in a single one term for a student to achieve a useful meaning and understanding of the laws of thermodynamics and their most important implications". Creo que es prudente recordar y recomendar a los alumnos que los conceptos de la Termo se aprenden mejor resolviendoen buena forma problemas de todo tipo. Muchos problemas y aplicaciones en Termo, aunque involucren conceptos comunes, siempre tienen algún aspecto nuevo que será mejor abordado mientras más problemas se hayan resuelto. Estudiar Termo simplemente asistiendo a clases y viendo como los demás resuelven problemas sería como tratar de aprender a nadar solo leyendo libros y manuales, sin meterse a la...