Repaso De Termodinamica

Transferencia de Calor

Dr. Jorge A. Olórtegui Yume, Ph.D.

REVISION DE TERMODINAMICA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica-Eléctrica Universidad Señor de Sipán

1

CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DE LOS GASES IDEALES
El gas ideal nace de considerar al gas formado de partículas que siguen las Leyes de Newton.
La presión de los gases nace de la fuerza promedioejercida por la partículas cuando colisionan con las paredes del contenedor. La temperatura del gas es una medida de la energía cinética promedio de las moléculas del gas.
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DE LOS GASES IDEALES
Hipotesis •Recipiente •De masa muy grande y rígido • Moleculas  Cantidad muy grande.  Particulaspuntuales.  Pequeñas dmedia y recipiente  Constante movimiento  Leyes de Newton. Interacción Recipiente-Particulas  Choques elasticos
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DE LOS GASES IDEALES
CONCEPTOS IMPORTANTES Masa Molecular: Cantidad de veces que la masa de una molecula continene a 1/12 de la masa de 1 atomo de C12.Masa Molar (M)

M  Masa Molecular en gramos
Cantidad de sustancia (n)

g

mol

o kg

mol

m Masa en gramos de un cuerpo n  M Masa Molar
Número de Avogadro (NA)

mol

NA 

N Numero total de moleculas en " n" moles   6.023  1023moleculas / mol n Numero de moles
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DELOS GASES IDEALES
CONCEPTOS IMPORTANTES Masa de una Molecula (mm)

M mm  NA NA 1 nm   M mm
N NA nV   . V M
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g

molecula

o kg

molecula

Cantidad de Moléculas por Unidad de masa (nm)

moleculas

g

o molecula

kg

Cantidad de Moléculas por Unidad de volumen (nv)

moleculas

m

3

o molecula

m3

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CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DE LOS GASES IDEALES
CONCEPTOS IMPORTANTES Velocidad cuadrática media
vrms  vi2 
i 1 N

N



v  v  v  ...v N
2 1 2 2 2 3

2 N

m

s

Cálculo Cinético de la presión de un gas ideal

1 N 2 1 2 p  mm  vrms  mm nV vrms 3 V  3 1 2 po   o vrms 3 El subindice " o" indica condicione s normales : p  po  1atm
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T  To  0o C  273.15K
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CONOCIMIENTOS PREVIOS
TEORIA CINETICA DE LOS GASES IDEALES
CONCEPTOS IMPORTANTES Constante Universal de los gases ideales Constante de Boltzmann
R  8.31 J mol  K

R J 23 k  1.38  10 NA molecula  K

Energía Cinética Molecular Promedio

1 1 2 Ec prom  mmvrms  ikT 2 2
GAS
MONOATOMICO DIATOMICOTRIATOMICO
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i
3 5 6
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i: Grados de libertad de las moléculas

Ejemplo:

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EL GAS IDEAL

Gas hipotético con una relación simple entre variables de estado •Gas real se aproxima a gas ideal a bajas “p” y altas “T”

pV  nRT

m pV   M

  RT 

R k NAPistón Movible Gas Ideal

pV  NkT
J R  8.31 mol.K k  1.38 10  23
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J molécula .K
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Ejemplo

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Ejemplo

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PROCESO TERMODINAMICO

La cantidad de materia se mantiene constante

piVi p1V1 p2V2  ...   ...  nR  const T1 T2 Ti

pV  nR  const T

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Ejemplo

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Ejemplo

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PROCESO ISOTERMICO (Ley de Boyle-Mariotte)
La temperatura se mantiene constante

pV  nRT  const pV ...