Previo termodinámica

Practica 7
Gasto másico y potencia de una bomba

1. Escriba la ecuación de la Primera Ley de la Termodinámica para sistemas abiertos y
explique cada uno de sus términos.
Un sistema abierto es aquel que tiene entrada y/o salida de masa, así como interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, también puede realizar trabajo de frontera.
La ecuación general para un sistema abierto enun intervalo de tiempo es:

O igualmente;
Q + W + | ∑ | minθin − | ∑ | moutθout = ΔUsistema, |
| in | | out | |
donde;
in representa todas las entradas de masa al sistema.
out representa todas las salidas de masa desde el sistema.
θ es la energía por unidad de masa del flujo y comprende la entalpía, energía potencial y energía cinética:
La energía del sistema es:

La variación deenergía del sistema en el intervalo de tiempo considerado (entre t0 y t) es:

Sistemas abiertos en estado estacionario
El balance de energía se simplifica considerablemente para sistemas en estado estacionario (también conocido como estado estable). En estado estacionario se tiene ΔEsistema = 0, por lo que el balance de energía queda:

2. Escriba la ecuación de continuidad y diga sus unidadesen el SI.
Para plantearlo de manera general, consideraremos un campo de flujo transitorio, tridimensional. Sobre el flujo sobreponemos un volumen de control:



Para un sistema, la masa es fija, por tanto: (dm / dt)sistema= 0, por otra parte la masa del sistema es: msistema= intVsistema( * dV), por lo que al sustituir en la ecuación de la variación de una propiedad con el tiempo, obtenemos:Esta ecuación denominada de la continuidad, expresa el principio de conservación de la masa para un volumen de control. Es decir, la variación de masa dentro del volumen de control, es igual al caudal másico que sale del volumen de control, menos el caudal másico que entra al volumen de control:

La transferencia neta de la masa hacia o desde el volumen de control durante el intervalo detiempo ∆t (incremento o disminución) es igual al cambio neto en la mas total del volumende control durante ∆t:
mentrada-msalida=mvc

En física, una ecuación de continuidad expresa una ley de conservación de forma matemática, ya sea de forma integral como de forma diferencial.
Las leyes de conservación se refieren a las leyes físicas que postulan que durante laevolución temporal de un sistema aislado ciertas magnitudes tienen un valor constante. Puesto que el universo entero constituye un sistema aislado pueden aplicársele diversas leyes de conservación.
Contenido * 1 Leyes de conservación en física clásica * 2 Leyes de conservación en física cuántica * 3 Leyes de conservación aproximadas * 4 Leyes de conservación y teorema de Noether |
Leyes deconservación en física clásica
Las leyes de conservación más importantes en mecánica y electromagnetismo clásicos son:
* Conservación de la energía.
* Conservación del momento lineal.
* Conservación del momento angular.
* Conservación de la carga eléctrica.
En mecánica clásica la conservación de una magnitud física requiere en virtud del teorema de Noether que exista una simetría dellagrangiano, o equivalentemente que el corchete de Poisson de dicha magnitud se anule (siempre y cuando el hamiltoniano no dependa del tiempo).
Leyes de conservación en física cuántica
En mecánica cuántica y física nuclear a las anteriores se les añaden estas otras:
* Conservación del número leptónico.
* Conservación de la carga de color.
* Conservación de la probabilidad.
*Simetría CPT.
En sistemas conservativos puede probarse que una magnitud se conserva si y sólo sí conmuta con el hamiltoniano:

Leyes de conservación aproximadas
Además de las anteriores tanto en mecánica clásica (MC) como en mecánica cuántica (MQ) se usan en ciertos contextos leyes de conservación aproximadas, es decir, que no son universales para todos los procesos aunque sí una buena parte de...