CAPÍTULO 4. ANALISIS DE ENERGIA DE SISTEMAS CERRADOS

CAPÍTULO 4. ANALISIS DE ENERGIA DE SISTEMAS CERRADOS
Se aplica la relación de balance de energía a sistemas que no tienen que ver con ningún flujo másico que cruce sus fronteras; es decir,sistemas cerrados.
4-1 TRABAJO DE FRONTERA MÓVIL
El trabajo de frontera móvil es la principal forma de trabajo relacionado con motores de automóviles, en donde los gases de combustión fuerzan al émboloa moverse, el cual a su vez obliga al cigüeñal a girar.
El trabajo de frontera móvil relacionado con motores o compresores reales no se puede determinar de forma precisa a partir solamente de unanálisis termodinámico, porque el émbolo comúnmente se mueve a muy altas velocidades, lo cual dificulta que el gas en el interior mantenga su equilibrio.
Los estados por los que pasa el sistemadurante el proceso no se pueden especificar y tampoco es posible trazar alguna trayectoria del proceso, ya que por ser una función de la trayectoria, el trabajo no se puede determinar de formaanalítica sin conocerla, por lo tanto, el trabajo de frontera en motores o compresores reales se determina mediante mediciones directas.
El trabajo de frontera en la forma diferencial es igual al productode la presión absoluta P y el cambio diferencial en el volumen dV .
Esta expresión también explica por qué el trabajo de frontera móvil se llama a veces trabajo P dV.
El trabajo de frontera totalrealizado durante el proceso completo a medida que se mueve el émbolo, se obtiene sumando los trabajos diferenciales desde los estados iniciales hasta el final:
W_(b= ) ∫_1^2▒〖P dV〗(kj)


4.2 PROCESO POLITRÓPICO
Durante procesos reales de expansión y comprensión de gases, la presión y el volumen suelen relacionarse mediante PV^n = C, donde n y C son constantes. A esteproceso se le llama proceso politrópico.
BALANCE DE ENERGÍA PARA SISTEMAS CERRADOS
El balance de energía se puede expresar por unidad de masa como
e_(entrada- ) 〖e 〗_salida= 〖∆e〗_sistema...