Termodinamica

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Formas de energía
La energía puede existir en varias formas: térmica, mecánica, cinética, potencial, eléctrica, magnética, química y nuclear.
La termodinámica trata con el cambio de la energía total. Diversas formas de energía que conforman la energía total de un sistema: Macroscópicas y microscópicas. Las formas macroscópicas de energía son las que posee un sistema como un todo en relacióncon cierto marco de referencia exterior, como las energías cinética y potencial. Las formas microscópicas de energía son las que se relacionan con la estructura molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular, y son independientes de los marcos de referencia externos. La suma de todas las formas microscópicas de energía se denominan energía interna de un sistema y se denota mediante U.La energía macroscópica de un sistema se relaciona con el movimiento y la influencia de algunos factores externos como la gravedad, el magnetismo, la electricidad y la tensión superficial. La energía que posee un sistema como resultado de su movimiento en relación con cierto marco de referencia se llama energía cinética. (EC). Cuando todas las partes de un sistema se mueven con la mismavelocidad, la energía cinética se expresa como
EC= m (v2/2) (kJ)
La energía que posee un sistema como resultado de su elevación en un campo gravitacional se llama energía potencial (EP) y se expresa como
EP= mgz
Los sistemas cerrados cuya velocidad y elevación del centro de gravedad permanecen constantes durante un proceso comúnmente se denominan sistemas estacionarios.
Flujo másico es la cantidadde masa que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo; y se relaciona con el flujo volumétrico V, definido como el volumen de un fluido que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo.
Algunas consideraciones físicas en relación con la energía interna
La energía interna se definió como la suma de todas las formas microscópicas de energía de un sistema. Se relaciona conla estructura molecular y el grado de actividad molecular y se puede considerar como la suma de la energía cinética y potencial de las moléculas.
Las moléculas de gas se mueven en el espacio con cierta velocidad, esto de conoce como energía de traslación. Los átomos de las moléculas poli atómicas rotan respecto a un eje y la energía relacionada con esta rotación es la energía cinética rotacional.Los átomos de este tipo de moléculas podrían vibrar respecto a su centro de masa común, entonces la energía de este movimiento de “vaivén” seria la energía cinética vibratoria.
Los electrones de un átomo giran en torno al núcleo y, por lo tanto, poseen energía cinética rotacional.
La porción de energía interna de un sistema relacionada con la energía cinética de las moléculas se llama energíasensible. La velocidad promedio y el grado de actividad de las moléculas son proporcionales a la temperatura del gas, por lo que a temperaturas más elevadas las moléculas poseen energías cinéticas superiores y, como consecuencia, el sistema tiene una energía interna más alta.
La energía interna relacionada con la fase de un sistema se llama energía latente. La energía interna relacionada con losenlaces atómicos en una molécula se llama energía química.
Las fuerzas nucleares son muchos mayores que las que unen a los electrones con el núcleo. Esta enorme cantidad de energía relacionada con los fuertes enlaces dentro del núcleo del átomo se llama energía nuclear.
Los átomos pueden poseer también energías de momento dipolo eléctrico y magnético cuando se someten a campos magnéticos yeléctricos externos.
Las formas de energía arriba explicadas, pueden estar contenidas o almacenadas. Las formas de energía no almacenadas en un sistema se consideran formas dinámicas de energía, o interacciones de energía.
Las dos únicas formas de interacción de energía relacionadas con un sistema cerrado son la transferencia de calor y el trabajo.
Energía Mecánica
La energía es la forma de...
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