Resumen Termodinamica


Contenido
CONTENIDOS: 1
OBJETIVOS: 2
ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA 3
INTRODUCCIÓN 3
FORMAS DE ENERGÍA 4
Algunas consideraciones físicas de la energía interna 5
Más sobre energía nuclear 5
Energía mecánica 6
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA POR CALOR 8
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA POR TRABAJO 9
FORMAS MECÁNICAS DEL TRABAJO 11
Trabajo de flecha 11
Trabajo de resorte 11Trabajo hecho sobre barras sólidas elásticas 12
Trabajo relacionado con el estiramiento de una película líquida 12
Trabajo hecho para elevar o acelerar un cuerpo 12
Formas no mecánicas del trabajo 13
LA PRIMERA LEY DE LATERMODINÁMICA 13
Balance de energía 14
Incremento de la energía de un sistema 14
Mecanismos de transferencia de energía 14
EFICIENCIA EN LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA 15
Eficiencia dedispositivos mecánicos y eléctricos 18
Conclusión: 19



OBJETIVOS:

Presentar el concepto de energía y definir sus distintas formas.
Analizar la naturaleza de la energía interna.
Definir el concepto de calor y la terminología relacionada con la transferencia de energía causada por calor.
Analizar los tres mecanismos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación.
Definir el conceptode trabajo, incluidos el trabajo eléctrico y varias formas de trabajo mecánico. Introducir la primera ley de la termodinámica, balances de energía y mecanismos de transferencia de energía hacia o desde un sistema.
Determinar que un fluido que pasa por una superficie de control de un volumen de control lleva energía a través de dicha superficie, además de cualquier transferencia de energía ya seaen forma de calor o trabajo, o ambos a través de la superficie de control.
Definir las eficiencias de conversión de energía.
Analizar las implicaciones de la conversión de energía en el ambiente.



ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA

INTRODUCCIÓN

El principio de conservación de energía expresado por la primera ley de la termodinámica es un concepto con el que ya seha trabajado en bachillerato, y siempre se hace hincapié en que durante un proceso, la energía no se crea ni se destruye, sólo cambia de una forma a otra.
Imagine una habitación con puertas y ventanas cerradas herméticamente y con paredes aisladas de modo que la pérdida o ganancia de calor a través de ellas es insignificante.
En el centro de la habitación se coloca un refrigerador conectado a uncontacto y con la puerta abierta, incluso se podría usar un pequeño ventilador que haga circular el aire para mantener la temperatura uniforme, con esto podemos preguntarnos lo siguiente: ¿qué cree que sucederá con la temperatura promedio del aire? ¿Aumentará o disminuirá? ¿Permanecerá constante?
Probablemente el primer pensamiento que se tenga sea que la temperatura media del aire en lahabitación disminuirá a medida que el aire templado se combine con el frío que produce el refrigerador, la discusión podría continuar sin final si no se recuerda el principio de conservación de la energía: si se toma toda la habitación, incluidos el aire y el refrigerador, como el sistema (el cual sería un sistema cerrado adiabático puesto que la habitación está bien cerrada y aislada), el único intercambiode energía sería el de energía eléctrica, que cruza las fronteras del sistema y entra en la habitación.
La conservación de la energía requiere que la energía contenida en la habitación aumente en la misma cantidad a la de la energía eléctrica que entra al refrigerador, el refrigerador o su motor no almacenan esta energía; por lo tanto, debe hallarse en el aire de la habitación y se manifestarácomo un aumento en la temperatura de éste, incremento que se calcula con base en el principio de la conservación de la energía, considerando las propiedades del aire y la cantidad de energía eléctrica consumida, refrigerador trabaja dentro de la habitación, la energía se conserva, ya que la energía eléctrica se convierte en una cantidad equivalente de energía térmica almacenada en el aire de la...