Clase N 1 Introducción y Conceptos Básicos Parte I

UNIVERSIDAD CATÓLICA ANDRÉS BELLO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
CÁTEDRA: CALOR Y TERMODINÁMICA
SECCIÓN: 401

CONCEPTOS BÁSICOS DE LA
TERMODINÁMICA
2da Parte
Grupo N°1:
Arias Mariana
Carrillo Daniela
Espinola Jacqueline
Gil Cristopher

• Sistema
Se define como una cantidad de materia o una región
en el espacio elegida para análisis.

• Alrededores
Se conoce como la masa oregión
fuera del sistema.

• Frontera
Se le llama a la superficie real o imaginaria que separa
al sistema de sus alrededores.
La Frontera de un sistema que puede ser fija o móvil.
Es aquella superficie de contacto que comparten
sistema y alrededores.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Cerrados
También conocido como Masa de Control, que
consta de una cantidad fija de masa y ninguna otra puedecruzar su frontera. Es decir, ninguna masa puede entrar
o salir de un sistema cerrado; a excepción de la energía
en forma de calor o trabajo.
El volumen de este sistema no tiene
que ser fijo.
En un caso especial, donde se impide
que la energía cruce la frontera, se
le llama Sistemas Aislados.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Aislados

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Cerrados(Ejemplo)
Considérese el dispositivo
de cilindro-émbolo mostrado
en la figura. Suponga que se
desea saber qué pasa con el
gas encerrado cuando se
calienta. Puesto que el interés
se centra en el gas, éste es el
sistema.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Cerrados (Imágenes)

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Abiertos
Conocido como Volumen de Control, es cualquier
región arbitraria en elespacio, pero una que sea
apropiadamente elegida hace mas fácil el análisis;
generalmente encierra un dispositivo que tiene que ver
con flujo masivo.
Tanto la masa como la energía pueden cruzar la
frontera de un volumen de control.
Las fronteras en este sistema se conoce como
Superficie de Control, y pueden ser reales o
imaginarias.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Abiertos
Se modelan comoVolúmenes de Control aquellos
problemas de ingeniería que tienen que ver con el flujo
de masa dentro y fuera de un sistema.
Como están los calentadores de agua, los radiadores,
las turbinas y compresores que se relacionan con el flujo
de masa.
En este sistema, puede haber interacciones de calor y
trabajo, además de interacción de masa.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Abiertos (Ejemplo)Si se necesitará analizar el flujo
de aire por una tobera, una buena
elección para el volumen de control
sería la región dentro de la tobera.
En el caso de una tobera, la
superficie interna de ésta constituye
la parte real de la frontera, mientras
que las áreas de entrada y salida
forman la parte imaginaria, puesto
que allí no hay superficies físicas.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• SistemasAbiertos
Un volumen de control puede ser
fijo en tamaño y forma, como en el
caso de una tobera, o bien podría
implicar una frontera móvil.
La mayor parte de los volúmenes
de control tienen fronteras fijas y,
por lo tanto, no involucran fronteras
móviles.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Abiertos (Ejemplo)
Considere el calentador de agua
mostrado en la figura y suponga que
se quiere determinarcuánto calor
debe transferirse al agua dentro del
recipiente con la finalidad de
proveer un flujo estacionario de
agua caliente.

Sistemas Cerrados y Abiertos
• Sistemas Abiertos (Imágenes)
La Tierra necesita
de la luz y el calor del
Sol.

El motor de
un auto necesita
de la gasolina.

Propiedades de un Sistema
Algunas de las propiedades son:
• Presión:

•

•
•
•
•
•

𝑃=

𝑛∗𝑚∗𝑣𝑟𝑚𝑠 2
3𝑉

(GasIdeal)
Temperatura [T]
Celsius
Fahrenheit
Kelvin
Volumen [V]
Masa [m]
Energía [E]
Energía Interna: u = Q + W
Entalpía: H = u + P * V

•
•
•
•

Viscosidad
Conductividad Térmica
Modulo de Elasticidad
Coeficiente de Expansión
Térmica
• Resistividad Eléctrica
• Velocidad
• Elevación

Propiedades de un Sistema
• Entropía: S =

• Densidad: 𝜌

𝑄

=

𝑇
𝑚
=
𝑉

𝐶𝑎𝑙𝑜𝑟
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

• Densidad Relativa: ρ𝑟...