Propiedades termodinamicas

CAPÍTULO 1.

PROPIEDADES TERMODINÁMICAS.

Termodinámica.- Es una de las ramas de las ciencias físicas, que trata de diversos fenómenos de energía, y las propiedades relacionadas a la materia, así como también las leyes que rigen las transformaciones de calor a otras formas de energía y viceversa.

“La termodinámica es el estudio de la energía y sus transformaciones”

La termodinámicaclásica toma en cuenta el punto de vista macroscópico (gran escala), mientras que el desarrollo de la materia desde el punto de vista microscópico se denomina termodinámica estadística. • •

Macroscópica: Llamada también Termodinámica Clásica, Ingeniería. Microscópica: Llamada también Termodinámica Estadística, Físicos, Químicos, nivel de moléculas.

Temperatura.- Es una propiedad termodinámicacomúnmente utilizada pero difícil de definir. Generalmente se asocia con la actividad molecular del sistema (cuerpo frío o caliente).

Calor.- Es una forma de energía que fluye de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperatura.

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ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ AUTOR: ING. RODRIGO F. DÍAZ BONIFÁZ

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Sustancia de trabajo.- Un fluido en el cual la energía puedeser almacenada y al cual se le puede quitar energía.

Un fluido es un líquido, gas o vapor (una materia que ofrece poca resistencia a la deformación). Por ejemplo: • • • •

Vapor en una turbina de vapor. Aire en un compresor. Aire-combustible en un motor automotriz Agua en una turbina hidráulica.

Sistema.- Es una región encerrada por “fronteras” específicas, las cuales pueden serimaginarias, ya sean fijas o móviles.

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¿Por qué aislamos un sistema? Para estudiar las transformaciones de energía que ocurren dentro de él, o también el intercambio de energía y/o materia a través de los límites con el medio circundante.

Sistema cerrado.- Es aquel en el cual no existe transferencia de masa através de sus límites, solo puede fluir energía desde o hacia el sistema.

Sistema abierto.- Es aquel en el cual existe flujo de masa y de energía desde o hacia el sistema, a través de sus límites.

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Sustancia pura.- Es una sola sustancia que mantiene una estructura molecular invariable, o bien, unasolución fija de sustancias homogéneas cada una de las cuales mantiene una estructura molecular uniforme. Por ejemplo: • • • • •

Oxígeno puro. Aire seco. Agua. Hielo. Vapor.

Fases.- Una sustancia pura puede existir en cualquiera de estas tres fases: sólido, líquido y gaseoso. Bajo ciertas condiciones pueden coexistir estas tres fases.

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Punto crítico.- Es el estado donde la fase de vapor pura tiene idénticas propiedades que la fase de líquido puro, a la misma presión y temperatura (no se distingue el líquido del vapor)

Punto triple.- Es el estado en el cual es posible mantener una mezcla de las tres fases en equilibrio.

Propiedades y estado.- Para calcular los cambios de energía en unasustancia de trabajo, debemos ser capaces de expresar su comportamiento en función de las características descriptivas llamadas “propiedades” (p, T, v,δ). δ •

Propiedades intensivas: Son aquellas que no dependen de la masa (se trabaja con valores específicos). Ejemplo: Temperatura, presión, densidad, volumen específico, peso especifico.

•

Propiedades extensivas: Son aquellas que dependen dela masa y son los valores totales. Ejemplo: Volumen total, peso.

V = m *v

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Donde: V = Volumen total. m = masa. v = volumen específico.

Estado.- El estado de una sustancia pura se define por dos propiedades intensivas independientes.

Propiedades independientes.- La densidad es el inverso del...