Analisis De Sistems De Energias En Un Sistema Cerrado

Facultad de Ingeniería Eléctrica
Termodinámica

Alumno:
Robles Cedeño Ronny

Profesor:
Ing. Jorge Tamayo
Curso:
III Eléctrica
Año Lectivo:
2011 – 2012

1.- Análisis de Energía de Sistemas Cerrados
Se le denomina   “La ley de la conservación de la energía”.
Partiendo del principio de conservación de la energía, la primera ley de la termodinámica para un sistema cerrado que realizaun proceso se puede expresar como:
Energía que entra al sistema - Energía que sale del sistema = Cambio en la energía del sistema.
Las únicas formas de energía que pueden entrar en un sistema o salir de él son el calor y el trabajo. Por tanto es posible expresar la primera ley de la termodinámica para un proceso como:
Q - W  =  EDonde E es el cambio de energía dentro del sistema.
El cambio de energía dentro del sistema puede descomponerse en varios términos, cada uno de los cuales representa el cambio de una forma particular de energía.
E = Ec + Ep + U
Ec =   Cambio de energía cinética
Ep =   Cambio de energía potencial
U =   Cambio de energía interna
De éstas, la más importante es el cambio de energía interna.  Se puede suponer que los cambios en la energía cinética y en la energía potencial dentro de un sistema cerrado son despreciables.
Dos ejemplos típicos de sistema cerrado en el que un proceso puede efectuarse son:

   
✓   Un recipiente rígido sellado

✓   Un conjunto de cilindro y pistón

Para el recipiente rígido sellado no hay movimiento de la frontera, luego no puede haber cambioalguno de energía cinética o potencial para un proceso en el cual el fluido dentro del sistema pasa de un estado de equilibrio a otro.

En el caso de un conjunto de cilindro y pistón, el cambio en altura y la velocidad del pistón conducen sólo a pequeños.



1.1- Balances de Energía para Sistemas Cerrados
Se dice que un sistema es abierto o cerrado dependiendo que exista o notransferencia de masa a través de la frontera del sistema durante el período de tiempo en que ocurre el balance de energía.
Por definición un proceso intermitente es un proceso cerrado y los procesos semiintermitente y continuo son sistemas abiertos.
Una ecuación integral de balance de energía puede desarrollarse para un sistema cerrado entre dos instantes de tiempo.
Energía final del sistema –Energía inicial del sistema = Energía neta transferida
Energía inicial del sistema = Ui + Eci + Epi
Energía final del sistema = Uf + Ecf + Epf
U = energía interna
Ec = energía cinética
Ep = energía potencial
Energía transferida (E) = Q + W
E = Et2 –Et1
Los subíndices se refieren a los estrados iniciales y finales
(Uf - Ui) + (Ecf - Eci) + (Epf - Epi) = Q +W
Si utilizamos elsímbolo para indicar diferencia se tiene:
U + Ec + Ep = Q + W……… luego,
E = Q + W
Donde E representa la acumulación de energía en el sistema asociada a la masa y está compuesta por: energía interna (U), energía cinética y energía potencial (P).
La energía transportada a través de la frontera del sistema puede transferirse de dos modos: como calor (Q) o como y trabajo (W)
Q y Wrepresentan la transferencia neta de calor y trabajo, respectivamente, entre el sistema y su entorno
1.2- Calor Específico
El calor específico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada materia; por el contrario, la capacidad calorífica es una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema particular.[3]

Cuanto mayor es el calor específico de lassustancias, más energía calorífica se necesita para incrementar la temperatura. Por ejemplo, se requiere ocho veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote de magnesio que para un lingote de plomo de la misma masa.
El término "calor específico" tiene su origen en el trabajo del físico Joseph Black, quien realizó variadas medidas calorimétricas y usó la frase “capacidad para el...