Apuntes Termodinámica

Dimensiones y Unidades:

Ejemplos de Dimensiones: longitud, tiempo, masa, fuerza,...
Ejemplos de Unidades: m, ft, s, kg, N.

Definición de 1 mol: cantidad de átomos en 12 gramos de carbono puro 12C: NA = 6.02205*1023 – número Avagadro.

Definición de la masa molar de una sustancia, M: se encuentra multiplicando la masa de 1 átomo de la misma sustancia por el número de Avagadro.Número de moles de una sustancia: n = m/M =N/NA, donde m es la masa y N es el número de partículas de la misma sustancia.

Sistema Internacional de Unidades

Dimensiones primarias: masa, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.

Unidades primarias: m = 1 kg, l = 1 m, t = 1 s, T = 1K, n = 1 mol.

Dimensiones y Unidades secundarias:

Fuerza: F = ma: 1 N =1 kg1 m/s2;Trabajo: W = Fx: 1J = 1N 1m;
Potencia: : 1w = 1J/1s;
Calor: 1cal = 4.18 J

Sistema técnico:

Dimensiones primarias: fuerza, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.
Unidades primarias: 1kgf, 1m, 1s, 1K, 1mol
F = m  g  1kgf = 1 kgm  9.8 m/s2  1kgf = 9.8 N - es la fuerza con la cual nuestra Tierra atrae 1 kg-m.

Sistema Inglés: g = 32.174 ft/s2Dimensiones primarias: masa, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.
Unidades primarias:m =1 lbm= 0.4536 kg, l =1 ft =1 pie =0.3048 m, t =1s, T =1R, n =1mol.
Dimensiones y Unidades secundarias:
F = m  a  1 pd = 1 lbm 1 ft/s2 = 0.138 N.

Sistema Inglés Técnico:

Dimensiones primarias: fuerza, longitud, tiempo, temperatura, cantidad de sustancia.
Unidades primarias: 1lbf, 1ft, 1s,1R, 1mol.
F = m  g  1lbf = 1 lbm  9.8 m/s2  1lbf = 32.174 lbm ft/s2 = 4.448 N.

Conclusión: 1 lbm cae en el campo gravitatorio con la aceleración de 32.174 ft/s2.

Dimensiones y Unidades secundarias:

Trabajo: W = Fx:1 lbf 1 ft ;
Potencia: :1 hp = 550 lbf ft/s = 745.7 w.
Calor: 1 BTU = 1055.6 J – es la cantidad del calor necesaria para subir latemperatura de 1 lbm en 1R. Demostración: 1cal/(g K) 453.6 g 5/9 K 4.18 J = 1055.6 J.


Algo más:1 pulg = 2.54 cm, TK = TC +273K, TF = 32 + 9/5 TC ,
TR = 1.8 TK , 1 galon = 3.785 l. (1 K, 1 °C) = 1.8(1 R, 1 °F)

Símbolos: 10-2 – pico, 10-9 – nano, 10-6 – micro (), 10-3 – mili (m), 10-2 – centi, 102 – hecto, 103 – kilo (k), 106 – mega (M), 109 - giga (G), 1012 – tera (T).DEFINICIONES BASICAS

Sistema: es una cantidad de materia definida, limitada por alguna superficie cerrada. La superficie puede ser real (pared) o imaginaria (una sección en una tubería)

Medio ambiente: todo lo que está fuera del sistema y que tiene alguna participación directa en el comportamiento del sistema.

Cualquier análisis termodinámica empieza con la selección de un sistema, susfronteras y sus alrededores.

Parámetros macroscópicos: son propiedades globales del sistema medidas por operaciones de laboratorio: presión, volumen, temperatura.

Parámetros microscópicos: describen las propiedades de una sola partícula: átomo, molécula, etc.

Sistema cerrado o masa de control: no fluye la masa, pero si puede fluir la energía a través de las fronteras. A un sistema cerradose le conoce como masa de control.

Sistema abierto o volumen de control: es posible que fluyen tanto la masa como la energía a través de las fronteras. A un sistema abierto se le conoce como un volumen de control y a su superficie como superficie de control.

Sistema aislado: sistema que no intercambia ni masa ni energía con los alrededores.

Estado de un sistema: el estado de un sistema sedefine mediante un conjunto de parámetros macroscópicos independientes entre sí: P, V, T  se define el número de moles.

Equilibrio termodinámico: el sistema no sufre de los cambios macroscópicos con respecto al tiempo.

Sistema termodinámico: sistema (N >> 1) que se encuentra en equilibrio termodinámico.

Proceso: una transformación de un sistema desde un estado de equilibrio hasta...