Calor Espec Fico

Entalpía y Calor
específico

Entalpía
•  Al revisar una tabla de vapor, se observa una propiedad que hasta
ahora no se había revisado, conocida como entalpía (H).

Cuando se calcula por unidad de masa, se tiene:

Calor Específico
• Se sabe por experiencia que se requieren distintas cantidades de
energía para elevar en un grado la temperatura de masas idénticas
pertenecientes a sustanciasdiferentes.
• El calor específico se define como la energía requerida para elevar en
un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia.
• Esta energía depende de las condiciones del sistema. En general, el
interés se centra en dos clases de calores específicos: calor específico
a volumen constante cv y calor específico a presión constante cp.

Volumen constante y Presión
constante
El calorespecífico a volumen constante cv se puede considerar como la
energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una
unidad de masa de una sustancia cuando el volumen se mantiene
constante.
El calor específico a presión constante (cp), será la energía requerida
elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una
sustancia cuando se mantiene constante la presión.

Primero,considere una masa fija en un sistema cerrado estacionario
que experimenta un proceso a volumen constante (por lo tanto, no hay
trabajo de expansión o compresión).
• El principio de conservación de energía, para este proceso puede
expresarse en forma diferencial como:

• A partir de la definición de cv, esta energía debe ser igual a cv dT,
donde dT es el cambio diferencial de temperatura.

• Obien:
Sería más adecuado
definir cv como el cambio
en la energía interna de
una sustancia por cambio
unitario de temperatura
a volumen constante

• Para el caso del calor específico a presión constante, se obtiene al
considerar un proceso de expansión y compresión a presión
constante.
El cp como se define como el cambio en
la entalpía de una sustancia por cambio
unitario en la temperatura a presiónconstante

Relaciones de calor específico
de gases ideales
•  Una relación especial entre cp y cv para gases ideales se obtiene al
derivar la relación h = u + RT, lo cual produce

• Si se reemplaza dh por cp dT y du por cv dT, y se divide la expresión
resultante entre dT, se obtiene:

Evaluación del Δu de un gas
ideal
•  Aire a 500 K y 200 kPa se calienta a presión constante hasta 700 K.
Determineel cambio de energía interna del aire por unidad de masa,
con
a) Datos de la tabla para el aire (tabla A-17).
Δu=
b) El valor del calor específico promedio (tabla A-2b)
Δu=

•  Se calienta 20 moles de aire de 20°C a 120°C a presión constante (250
kPa). Determine El cambio neto de energía (U)
a) Datos de la tabla para el aire (tabla A-17).
Δu=
b) El valor del calor específico promedio (tablaA-2b)
Δu=

• Para datos en Tablas en los que no se tenga la información de forma
directa, se deberá emplear la interpolación:

• Ahora, para reducir tiempo se pueden emplear páginas de internet o
crear documentos de Excel con la fórmula.

Calentamiento de un gas en un
recipiente
por agitación

• Un recipiente rígido aislado contiene al inicio 2 lbm de argón a 120°F y
40 psia. Dentro del recipiente,hay una rueda de paletas que opera
con una potencia nominal de 0.4 hp durante 90 min.
• Determine
a) La temperatura final y
b) La presión final del gas argón

• En un reactor aislado, se tienen 20 kg de N2 a 125°C y 50 kPa (presión
absoluta). Dentro del reactor, se tiene una agitador cuyo eje trabaja
con un momento de torsión de 150 N m y la flecha gira a 200 rpm,
trabajando por 10 minutos.
•Determine
a) La temperatura final y
b) La presión final del gas

Calentamiento de un gas
mediante
un calentador de resistencia
• Un dispositivo que consta de cilindro-émbolo contiene inicialmente
0.7 m3 de gas helio a 500 kPa y 30°C. Dentro del dispositivo se
enciende un calentador eléctrico por el cual pasa una corriente de 2.5
A durante 3 minutos desde una fuente de 120 V. El gas se expande a...