Apunte termodinámica

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GUÍA DE APRENDIZAJE DE TERMODINAMICA I

Diciembre de 2006

Nomenclatura

[pic] Conductividad térmica en (W/m*K).

A Área (m2).

R/C Relación aire combustible.

C Calor específico (kj/kg*K).

[pic] Calor específico a presión constante (kJ/kg*K).

[pic] Calor específico a volumen constante (kJ/kg*K).

ec Energía cinética específica (kJ/kg).

Ec Energíacinética total (kJ).

ep Energía potencia específica (kJ/kg).

EP Energía potencial total (kJ).

e Energía total específica (kJ/kg).

E Energía total (kJ).

F Fuerza (N).

g Aceleración gravitacional (m/s2).

h Entalpía especifica (kJ/kg).

h Coeficiente de transferencia de calor por conveccion (W/m*ºC).

H Entalpía total (kJ).

i Irreversibilidad específica (kJ/kg).

IIrreversibilidad total (kJ).

K Exponente isentrópico.

L Longitud (m).
m Masa (kg).

[pic] Relación de flujo de masa (kg/s).

M Masa molar (kg/kmol).

N Número de moles (kmol).

Pem Presión efectiva media (kPa).

P Presión (kPa).

[pic] Presión crítica (kPa).

[pic] Presión parcial (kPa).

[pic] Presión de la mezcla (kPa).

[pic] Presión relativa (kPa).

[pic] Presión de vapor(kPa).

q Transferencia de calor por unidad de masa (kJ/kg).

Q Transferencia de calor total (kJ).

[pic] Relación de transferencia de calor total (kW).

r Relación de compresión.

[pic] Relación de combustión.

R Constante particular del gas (kJ/kg*k).
[pic] Constante de gas universal (kJ/kmol*K).

s Entropía especifica (kJ/kg*K).

S Entropía total (kJ/K).

t Tiempo (s).

TTemperatura (ºC o K).

[pic] Temperatura crítica (K).

[pic] Temperatura de bulbo seco (ºC).

[pic] Temperatura de punto de rocío (ºC).

[pic] Temperatura de fluido líquido (ºC).

[pic] Temperatura de bulbo húmedo (ºC).

u Energía interna especifica (kJ/kg).

U Energía interna total (kJ).

v Volumen específico (m/kg).

[pic] Volumen específico crítico (m/kg).

V Volumen total (m).W Trabajo por unidad de masa (kJ/kg).

W Trabajo total (kJ).

[pic] Potencia (kW).

[pic] Trabajo de entrada (kJ).
[pic] Trabajo de salida (kJ).

X Calidad.

Y Fracción molar.

1.1.- Definición de Termodinámica.
La termodinámica es la ciencia que estudia la energía, sus transformaciones y las relaciones existentes entre las propiedades de las sustancias, que permiten evaluar suenergía disponible, con el fin de obtener trabajo y/o calor, en algunas máquinas, equipos o procesos térmicos.
Esta ciencia es de carácter experimental y se basa en dos principios fundamentales:
• La primera ley de la termodinámica, que aborda el concepto de la conservación de la energía.
• La segunda ley de la termodinámica, que describe el sentido espontáneo de realización de los procesosy proporciona las herramientas para medir la calidad de la energía y la eficiencia de las transformaciones termodinámicas.

1.1.1.- Antecedentes históricos.
Desde los tiempos de la Grecia antigua, la naturaleza del calor intrigó a los hombres de ciencia. El poder comprender esta naturaleza tuvo una dramática historia, íntimamente ligada al desarrollo de la propia termodinámica. Las primerasideas sobre la interpretación del calor fueron esbozadas por los griegos, entre ellos Demócrito, Epicuro y Lucrecio. Para ellos el calor era una especie de sustancia.
El nombre “calórico” fue introducido por el químico Lavoisier en su “Traité élémentaire de chimie” en el año 1789. En el siglo XVII el calor era visto como una forma de movimiento. Algunos destacados científicos se habían acercadoconsiderablemente a la explicación de la naturaleza del calor, asociándolo al movimiento desordenado de las moléculas. Sin embargo durante el siglo XVIII esta explicación correcta fue abandonada y retomada la idea errónea sobre el calor como una forma de materia, que pasaba de los cuerpos más calientes a los más fríos.
En 1738 la Academia de Ciencia Francesa ofreció un premio a quien lograra...