balance se energia

BALANCE DE ENERGÍA


Habitualmente se define la energía como la capacidad de la materia para producir trabajo, pudiendo adoptar distintas formas, todas ellas interconvertibles directa o indirectamente unas en otras.
El balance de energía al igual que el balance de materia es una derivación matemática de la "Ley de la conservación de la energía" (Primera Ley de La Termodinámica), es decir "Laenergía no se crea ni se destruye, solo se transforma". El balance de energía es una principio físico fundamental al igual que la conservación de masa, que es aplicado para determinar las cantidades de energía que es intercambiada y acumulada dentro de un sistema. La velocidad a la que el calor se transmiten depende directamente de dos variables: la diferencia de temperatura entre los cuerposcalientes y fríos y superficie disponible para el intercambio de calor.También influyen otros factores como la geometría y propiedades físicas del sistema y, si existe un fluido, las condiciones de flujo.Los fluidos en bioprocesado necesitan calentarse o enfriarse. Ejemplos típicos de ellos son la eliminación de calor durante las operaciones de fermentación utilización utilizando agua derefrigeración y el calentamiento del medio original a la temperatura de esterilización mediante vapor.

En el siguiente vídeo se explica mas a fondo la Primera Ley de la Termodinámica en la que se basa el Balance de Masa:
Uno de los principales intereses del balance de energía es determinar la cantidad de energía que tiene un sistema, sin embargo esta no puede ser determinada, es decir no podemos conocer laenergía absoluta en un momento determinado. En realidad lo que nos interesa es conocer los cambios en los niveles de energía que puede experimentar un sistema, para lo cual es necesario definir claramente la frontera entre el sistema o sus partes y los alrededores o el entorno.
Los objetivos del balance de Energía son:

Determinar la cantidad energía necesaria para un proceso.
Determinar lastemperaturas a las cuales el proceso es mas eficiente.
Disminuir el desperdicio de energía.
Determinar el tipo de materiales y equipos que mejor sean mas eficientes.
Sin embargo el objetivo principal es la estimación de costos de operación del proceso, ya que el gasto energético es uno de los mas importantes rubos durante la operación

PROCESO TERMODINAMICO: Es aquel en el cual hay cambios enel estado de un sistema termodinámico
3. Si se agrega calor al sistema Q es positivo Si sale calor al sistema Q es negativo
4. Si el sistema realiza trabajo, W es positivo Si el sistema realiza trabajo sobre el sistema, W es negativo
5. Se agrega calor al sistema y este efectúa trabajo Sale calor del sistema y se realiza trabajo sobre el sistema
6. TRABAJO REALIZADO AL CAMBIAR EL VOLUMEN Elpistón se aleja de la molécula durante el choque: la molécula pierde energía cinética y efectúa trabajo positivo sobre el pistón El pistón se mueve hacia la molécula durante el choque: la molécula gana energía cinética y efectúa trabajo positivo negativo sobre el pistón
7. El trabajo infinitesimal realizado por el sistema durante la pequeña expansión dx es dW =pAdx
8. Volumen aumenta (V2  V1):trabajo y área positivos Volumen disminuye (V2  V1): trabajo y área negativos
9. Volumen aumenta (V2  V1): trabajo y área positivos
10. TRAYECTORIAS ENTRE ESTADOS TERMODINAMICOS TRAYECTORIAS: El paso por una serie de estados intermedios en un sistema termodinámico
11. El trabajo realizado por el sistema depende no solo de los estados inicial y final, sino también de los estados intermedios, esdecir, de la trayectoria
12. Expansión isotérmica lenta y controlada de un gas de un estado inicial 1 a un estado final 2 con la misma temperatura pero menor presión
13. Expansión rápida, sin control, del mismo gas partiendo del mismo estado 1 y terminando en el mismo estado 2 El calor depende no solo de los estados inicial y final, sino también de la trayectoria
14. ENERGIA INTERNA: La...