Lectura 11 termodinamica
Páginas: 14 (3272 palabras)
Publicado: 2 de febrero de 2011
| LECTURA Nº 10: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA(SISTEMAS ABIERTOS) |
"We can't solve problems by using the same kind of thinking we used when we created them." Albert Einstein
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGÍA APLICADO A SISTEMAS TERMODINÁMICOS
“El cambio en la energía de un sistema termodinámico es igual a la diferencia entre la cantidad de trabajo y cantidad de calor queintercambia con sus alrededores.”
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA MASA
“El principio de conservación de la masa promulga que la masa no se crea ni se destruye, sino que cambia de forma.”
VOLUMEN DE CONTROL (SISTEMA ABIERTO)
Región elegida arbitrariamente en el espacio generalmente encierra un dispositivo el cual es atravesado por un flujo másico; como un compresor, turbina o tobera.PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA MASA EN VOLUMENES DE CONTROL
El principio de la conservación de la masa para un volumen de control puede expresarse como: “la transferencia neta de masa hacia o desde el volumen de control durante un intervalo de tiempo ∆t es igual al cambio neto (incremento o disminución) en la masa total dentro del volumen de control durante ∆t.” Es decir: mentrada-msalida=∆mVC tambiéncomo mentrada-msalida=dmVCdt, estas ecuaciones son conocidas como balances de masa.
La masa de un volumen diferencial dV dentro del volumen de control es dm=ρdV y la masa total dentro del volumen de control se puede conocer por integración: mVC=VCρdV. Entonces la rapidez del cambio de cantidad de masa dentro del volumen de control con respecto al tiempo se puede expresar como:dmVCdt=dVCρdVdt.
En el caso especial cuando : dmVCdt=0, es decir, ninguna masa cruza la superficie de control entonces el volumen de control es un sistema cerrado y esta afirmación es válida si el volumen de control es fijo, móvil o se deforma.
FLUJO MASICO
Cantidad de masa que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo y se denota m. Un fluido entra y sale de un volumen de control a través detuberías o ductos. El flujo másico diferencial del fluido que pasa por un pequeño elemento de área dAc en una sección transversal de flujo es proporcional a dAc, la densidad del fluido ρ y el componente normal de la velocidad de flujo a dAc que se denota Vn y se expresa δm=ρVndAc y el flujo másico a través del área de la sección transversal de un tubo o un ducto se obtiene mediante integración:m=Acδm=AcρVndA kgs o también por la relación m=ρVpromAc
FLUJO VOLUMETRICO
Volumen de un fluido que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo y se expresa como V=AcVndAc=VpromAc. m3s Los flujos másico y volumétrico se relacionan mediante la relación m=ρV=Vv.
PROCESOS DE FLUJO ESTABLE (ESTACIONARIO)
Es el proceso en el cual la cantidad total de masa contenida dentro delvolumen de control no cambia con el tiempo mvc=ctte , Durante un proceso de flujo estable, según el principio de conservación de la masa, la cantidad de masa total que entra a un volumen de control es igual a la cantidad de masa total que sale del mismo. En estos casos el objeto de estudio se centra en la cantidad de masa que fluye por de flujo estable con entradas y salidas múltiples se expresacomo: entradam=salidam.
En algunos casos como toberas, turbinas, bombas, difusores y compresores se presenta una sola corriente (una entrada y una salida) y para sistemas de flujo estable de una sola corriente se tiene que;
m1=m2→ρ1v1A1=ρ2v2A2
PROCESOS DE FLUJO UNIFORME
Es el proceso en el cual la cantidad total de masa contenida dentro del volumen de control cambia con el tiempo, es decir,las entradas y salidas no son iguales entre si y el volumen de control, si bien cambia su cantidad de masa, tendrá una densidad y estados uniformes en cualquier instante.
mentrada-msalida=mVC
ESTADO ESTABLE (ESTADO ESTACIONARIO)
Un flujo que circula a través de un sistema abierto es de estado estacionario si las propiedades en una posición dada dentro o en las fronteras del volumen de...
"We can't solve problems by using the same kind of thinking we used when we created them." Albert Einstein
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGÍA APLICADO A SISTEMAS TERMODINÁMICOS
“El cambio en la energía de un sistema termodinámico es igual a la diferencia entre la cantidad de trabajo y cantidad de calor queintercambia con sus alrededores.”
PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA MASA
“El principio de conservación de la masa promulga que la masa no se crea ni se destruye, sino que cambia de forma.”
VOLUMEN DE CONTROL (SISTEMA ABIERTO)
Región elegida arbitrariamente en el espacio generalmente encierra un dispositivo el cual es atravesado por un flujo másico; como un compresor, turbina o tobera.PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA MASA EN VOLUMENES DE CONTROL
El principio de la conservación de la masa para un volumen de control puede expresarse como: “la transferencia neta de masa hacia o desde el volumen de control durante un intervalo de tiempo ∆t es igual al cambio neto (incremento o disminución) en la masa total dentro del volumen de control durante ∆t.” Es decir: mentrada-msalida=∆mVC tambiéncomo mentrada-msalida=dmVCdt, estas ecuaciones son conocidas como balances de masa.
La masa de un volumen diferencial dV dentro del volumen de control es dm=ρdV y la masa total dentro del volumen de control se puede conocer por integración: mVC=VCρdV. Entonces la rapidez del cambio de cantidad de masa dentro del volumen de control con respecto al tiempo se puede expresar como:dmVCdt=dVCρdVdt.
En el caso especial cuando : dmVCdt=0, es decir, ninguna masa cruza la superficie de control entonces el volumen de control es un sistema cerrado y esta afirmación es válida si el volumen de control es fijo, móvil o se deforma.
FLUJO MASICO
Cantidad de masa que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo y se denota m. Un fluido entra y sale de un volumen de control a través detuberías o ductos. El flujo másico diferencial del fluido que pasa por un pequeño elemento de área dAc en una sección transversal de flujo es proporcional a dAc, la densidad del fluido ρ y el componente normal de la velocidad de flujo a dAc que se denota Vn y se expresa δm=ρVndAc y el flujo másico a través del área de la sección transversal de un tubo o un ducto se obtiene mediante integración:m=Acδm=AcρVndA kgs o también por la relación m=ρVpromAc
FLUJO VOLUMETRICO
Volumen de un fluido que pasa por una sección transversal por unidad de tiempo y se expresa como V=AcVndAc=VpromAc. m3s Los flujos másico y volumétrico se relacionan mediante la relación m=ρV=Vv.
PROCESOS DE FLUJO ESTABLE (ESTACIONARIO)
Es el proceso en el cual la cantidad total de masa contenida dentro delvolumen de control no cambia con el tiempo mvc=ctte , Durante un proceso de flujo estable, según el principio de conservación de la masa, la cantidad de masa total que entra a un volumen de control es igual a la cantidad de masa total que sale del mismo. En estos casos el objeto de estudio se centra en la cantidad de masa que fluye por de flujo estable con entradas y salidas múltiples se expresacomo: entradam=salidam.
En algunos casos como toberas, turbinas, bombas, difusores y compresores se presenta una sola corriente (una entrada y una salida) y para sistemas de flujo estable de una sola corriente se tiene que;
m1=m2→ρ1v1A1=ρ2v2A2
PROCESOS DE FLUJO UNIFORME
Es el proceso en el cual la cantidad total de masa contenida dentro del volumen de control cambia con el tiempo, es decir,las entradas y salidas no son iguales entre si y el volumen de control, si bien cambia su cantidad de masa, tendrá una densidad y estados uniformes en cualquier instante.
mentrada-msalida=mVC
ESTADO ESTABLE (ESTADO ESTACIONARIO)
Un flujo que circula a través de un sistema abierto es de estado estacionario si las propiedades en una posición dada dentro o en las fronteras del volumen de...
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