ing. quimica

Unidad Temática II




Primera y segunda leyes de la termodinamica para gases ideales en sistemas cerrados.


2.1.- Tipos de energía.











Radiación


Energía Fusión. (Ondas electromagneticas)

GasGasolina
Fotosíntesis Petróleo Keroseno
Combustilo




2.1.1.- Energía Cinética Y Potencial.


Energía Cinética Ek=1/2mVc²


Vc= velocidad.

V=volumen especifico. Utilizando gc

M= Energía Interna.







Ek=mv²/2gc


Ek= Energía Cinética

m=masa

gc= Kg*m/n*s²

v²= velocidad al cuadrado

gc= constante que hace la ecuación dimencionalmete correcta.


Energia Potencial




Ep=mtg/gc

g= aceleración de la gravedad 9.8060

t= altura con respecto a un nivel de referencia

Et=Ek+Ep+v

Et= Energía total

V= Energía interna

2.1.2 Energía Interna Y Entalpía


V=Ev+Er+Et

Ev= Energía vivracional

Er= Energíade rotación

Et= Energía de traslación

*Entorno: Tipo de energía atómico y molecular










Increpento de energia interna Δv=v2-v1




Δu=Q+W para sistemas cerrados. Primera ley de la termodinamica parta sistemas cerrados.

H= Entalpia

H=u+Pv


Es el incremento que sufre la energía interna debido ala presión que se ejercesobre el volumen de entrada.

C= capacidad calorífica

c=C/n= Capacidad calorifica Especifica o calor especifico Kj/kmol*k

Cv=Capacidad calorifica o volumen constante

Δu=nCvΔt = Cv=Δu/nΔt = Incremento de energia interna


ΔH=nCpΔp = Incremento de entalpia

Cp=ΔH/nΔt ɤ=Cp/Cv

ɤ=Coeficiente adiavatico





Gas
Cp
Cv
ɤ
Monoatomico

Kr, Ar, Ra, N

5/2 R
3/2 R
1.6606Diatomico

O2, N2 Cl2 Br2 ,H2
7/2 R
5/2 R
1.4



2.2 Calor y Trabajo



Calor.-Forma de energía que se transmite en las fronteras o limites del sistema y que se transmite de un sistema de mayor temperatura hacia con uno con menor temperatura.








Propiedades de estado.





Trabajo.- Es elresultado de aplicar una fuerza a través de una distancia.

En física si la dirección de la fuerza esta en el mismo sentido del desplazamiento el trabajo es positivo.



P=F/A = F=P*A

W=F*A*d*l

du

l= longitud





dw=Pdv= Trabajo termodinamico






ΔV= V2-V1=(-)











Δu=Q+W 1 ler dela termodinamica

H= U+Pv Entalpia

Δu=nCvΔT Incremento de energía interna

ΔH=nCpΔT incremento de entalpia

ɤ=Cp/Cv Relación de Cv y Cp

Cp-Cv=R Diferencia de Cv y CpPv

Pv=nRT Gases ideales

P1V1/T1=P2V2/T2 Ley general

W=-Pdv Trabajo termodinamico














Proceso
Q
W
Δu
ΔH
Δs
Isotermico
T=CTE
Pv1
m=1
-W
-nRTlnV2/V1

-nRTlnP2/P1
0
0Isobarico
m=0 P=CTE
PV0=CTE
ΔH
ΔH=Q
nCvΔT
nCpΔt

Isocorico
V=CTE m=
PV∞
Δu
0
nCvΔT
nCpΔt

Adiavativo
m= ɤ
PVɤ=CTE
Q=0
0
Δu
nCvΔT
nCpΔT

Politropico
PV0=0
Δu-W
nRT2-nRT/ ɤ-1
nCvΔT
nCpΔT





Proceso para gases ideales

Proceso isotermico
0
ΔH=nCvΔT ΔU=Q+WΔT=T2-T1 Q=-W
ΔT=0, ΔH=0, Δu=0 W=-0
W=-Pdv
W=Pdv

W=∫Pdv W=∫nRTdv/v
Pv= nRT W=-nRT∫dv/v
P=nRT/v W=-nRTlnV2/V1


Proceso isobarico
P=CTE
Δu= nCvΔT...