Plantila Presentacion BALANCE ENERGIA

BALANCE DE ENERGIA

ENERGIA: Capacidad de hacer un trabajo
TRABAJO:
Se define matemáticamente como el
producto de una fuerza por el desplazamiento

dW = Fdx
W = ʃ F dx
Solo cuando la fuerza F actúa sobre un desplazamiento
ocurre trabajo.

ENERGIA POTENCIAL
Al bajar el sistema 1 al nivel 00’, el sistema 2
se elevará una distancia dh y, en consecuencia,
se está efectuando un trabajo para moverel
sistema 2.

ENERGIA POTENCIAL

ENERGIA CINETICA
Sistema de masa m lleva una velocidad Vo se
logra una aceleración cuando actúa una fuerza
F, transcurrido un tiempo el sistema ha
adquirido una V1 y ha recorrido una distancia
x.

ENERGIA MECANICA = EP + EC

ENERGIA INTERNA: U
Es la energía que posee un sistema que depende
de su naturaleza.
Debido a los movimientos y configuraciones
molecularesde los cuerpos.
mU1 = U
No se mide valor absoluto sino los cambios
calculados a partir de propiedades medibles.

Un sistema posee tres tipos de energía:
Potencial, cinética e interna:

El ΔE alrededores y sistema se hace por
medio de Q y W.

ENERGIA P-V
Sistema
donde ocurre una comprensión o
expansión (ΔV) a P Kte para gases y líquidos, se
requiere de un trabajo W.
dW = F dl

dW = P dV
W = ʃ PdV
W = PΔV

BALANCE TOTAL DE ENERGIA

Para los estados 1 y 2: ΔE = E2 – E1 = Q – W
E2 = Q – W + E 1

EJEMPLO
Un alimento liquido con calor especifico de 0.8
cal/gr °C, entra a un pasteurizador a una
temperatura de 10 °C y sale a 2 m encima del nivel
de entrada a una temperatura de 80 °C, su
velocidad de entrada es de 10 m/s y la salida es de
18 m/s.
a. Cuanto calor se necesita para calentar elliquido?

EJEMPLO
b. Cuántos julios son necesarios para elevar el
liquido?
c. Cuántos julios son necesarios para aumentar la
velocidad?
d. Qué % de trabajo total requerido, expresado
como calor constituye la energía mecánica?

PROCESOS TERMODINAMICOS
PARA GASES IDEALES:
Al suministrar Q las moléculas
se mueven más rápido lo cual
incrementa su T.
GAS

GAS

Q añadido y W realizado
ΔU
W se ejercesobre le sistema – W
W lo ejerce el sistema sobre alrededores +W
Sistema absorbe calor , Q +
Sistema cede calor, Q -

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA:
SISTEMA CERRADO
PRIMERA LEY: Q – W = ΔU

PROCESOS TERMODINAMICOS
PROCESO

ADIABÁTICO:

Sistema aislado,
transferencia Q
Q –W = ΔU
Q=0
-W = ΔU

no

PROCESO ISOTERMICO:
Proceso a T constante.
ΔU función de T
ΔU = 0 Entonces
Q = W

PROCESO ISOCORICO:Proceso a V constante.
W = P ΔV = 0
Q = ΔU
Calor suministrado al
sistema se transforma en
variación de energía
interna.

PROCESO ISOBARICO:
Proceso a P constante.
W = P ΔV
Q - P ΔV = ΔU

EJEMPLO
Un mol de gas ideal se somete al proceso exhibido en el
diagrama de presión en función del volumen .
Entre A y B el proceso es a volumen
constante, aumentando al presión;
entre B y C el gas se expandede
manera isoterma disminuyendo su
presión y aumentando el volumen;
finalmente entre C y A se comprime
de manera isobárica, disminuyendo
su volumen.
Hallar. El trabajo entre A y B; C y A.
La T entre A, B y C.

TERMINO DE ENTALPIA H
En muchos procesos los efectos potenciales y
cinéticos pueden ser despreciables comparados por
los efectos del calor :
Q – W = Δ (mu + pv)
Energia U por unidad de masa:Q – W = Δ ( U+ PV)

En algunos procesos donde los balances de calor son
efectuados sin incluir aparatos productores de
trabajo como las bombas:
Q = Δ ( U+ PV)
Los térmicos U y PV son comunes en los procesos,
pero tienen una conveniencia matemática más que
un significado físico
ENTALPIA H
Unidades: caloria o BTU

Q = ΔH
Para procesos estacionarios con
constante:
ΔE = Q y Q = ΔU
Para procesos apresión constante:
ΔE = Q – Δ(PV)

y

Q = ΔH

volumen

CALOR
Energía Térmica → Adición y/o remoción de
Q y W.
Adición Q a una sustancia:ΔT ó Estado.
Calor Especifico: Cantidad de calor requerida
por un gramo de una sustancia para ser
elevada su temperatura en un grado
centígrado.
C = dQ/dT (cal/g C).

Caloria:
Cantidad de calor necesaria para elevar la
temperatura de un gramo de agua a presión...