termodinamica


Primer Principio de la termodinámica: es una aplicación de la ley universal de conservación de la energía a la termodinámica y, a su vez, identifica el calor como una transferencia de energía. Uno de los enunciados de la primera ley de la termodinámica es el siguiente: El incremento de la energía interna de un sistema termodinámico es igual a la diferencia entre la cantidad de calortransferida a un sistema y el trabajo realizado por el sistema a sus alrededores.
Balance en sistemas cerrados
Un sistema cerrado puede interaccionar con el entorno mediante transferencias de energía en forma de calor o trabajo, que implican una transferencia de exergía entre el sistema y el entorno. Esta exergía transferida no coincide necesariamente con la variación de exergía del sistema, ya que laexergía también se destruye como consecuencia de la generación de entropía (todos los procesos reales con transferencia de energía en forma de calor conllevan, además de una transferencia de entropía, una generación de entropía debida a procesos irreversibles dentro del sistema.

La variación de exergía del sistema cerrado es igual a la transferencia de exergía con el entorno, menos la destrucciónde exergía , donde  representa la generación de entropía, que por el segundo principio, no puede ser negativa.
Balance en sistemas abiertos
Para sistemas abiertos, en los que hay transferencia de masa, se maneja el concepto de exergía de flujo, que no es más que la exergía asociada a una corriente material que atraviesa un volumen de control determinado. Adaptando la expresión y utilizandomagnitudes específicas (por unidad de masa) se tiene:
 donde h, s, C, y z son entalpía, entropía, velocidad, altura del flujo respectivamente. son las propiedades evaluadas en el estado muerto. g es la aceleración de la gravedad.
El balance de exergía en un sistema abierto como:

Esto es, la variación de exergía acumulada dentro del sistema por unidad de tiempo es igual a:  la transferencia deexergía asociada a la transmisión de energía en forma de calor, donde  representa la velocidad de transferencia de calor a través de una parte de la frontera a temperatura ,menos la velocidad de intercambio de exergía por trabajo, excluyendo el trabajo de flujo, más  es la transferencia de exergía asociada a la transferencia de masa entre el sistema y el entorno y  menos la destrucción de exergía porunidad de tiempo causada por irreversibilidades internas del volumen de control.
Que el término  recuerde al rendimiento máximo calculado por Carnot en sus teoremas no es casualidad. Representa precisamente la potencialidad a la hora de obtener trabajo de focos térmicos a diferente temperatura.
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE ENERGIA
Los mecanismos de transferencia de energía son los procesoslos cuales se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a travésde la pared de una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del Sol casi exclusivamente por radiación.

Balance de Energía Sistema


Energía Cinética (Ec): Aquella debida al movimiento del sistema con respecto a una referencia
Energía Potencial (Ep): Relacionada con laposición del sistema
Energía Interna:(U) Energía debida al movimiento aleatorio de traslación, rotación o vibración que puedan poseer sus átomos o moléculas
Energía Total:
La energía total, ET, de un sistema puede descomponerse en energía de masa (Em), energía cinética (Ec), energía potencial (Ep), y energía interna (U):
ET= Em+ Ec+ Ep+ U
(dispositivos de flujo estacionario)
1.Toberas...