TALLER No1

Docente:
 Ing.
 Carlos
 M.
 Celis-­‐Cornejo
 
TALLER
 No.
 1
 DE
 TERMODINÁMICA
 II
 
UNIVERSIDAD
 INDUSTRIAL
 DE
 SANTANDER
 
ESCUELA
 DE
 INGENIERÍA
 QUÍMICA
 

 
NOMBRE:
 ___________________________________________________
 
 
FECHA:
 _____________
 

 
CAPÍTULO
 I.
 IRREVERSIBILIDAD
 Y
 DISPONIBILIDAD
 

 
1. Escriba
 el balance
 de
 exergía
 para
 un
 sistema
 abierto
 y
 cerrado,
 explique
 qué
 es
 
cada
  término,
  el
  sentido
  de
  cada
  signo
  y,
  ¿Qué
  ocurre
  con
  el
  término
  de
 
transferencia
 de
 exergía
 cuando
 la
 transferencia
 ocurre
 hacia
 los
 alrededores?
 

 
2. Plantee
  una
  metodología
  para
 determinar
  el
  trabajo
  reversible,
  el
  real,
  y
  las
 
irreversibilidades
  en
  un
  compresor
  que
  opera
  con
  una
  sustancia
  que
  puede
 
modelarse
  como
  un
  gas
  ideal.
  Considere
  que
  conoce
  la
  información
  de
  las
 
capacidades
 caloríficas
 a
 presión
 constante
 de
 dicha
 sustancia. 

 
3. De
  un
  ejemplo
  de
  la
  aplicabilidad
  del
  concepto
  de
  exergía
  desde
  los
  puntos
  de
 
vista
 energético,
 microbiológico
 y
 ambiental.
 

 
4. Si
  la
  relación
  entre
  exergía
  y
  energía
  puede
  tomarse
  como
  un
  indicador
  de
 
“calidad”
 energética.
 Explique
 por
 qué
 la energía
 libre
 de
 Gibbs
 de
 una
 reacción
 
química
  es
  energía
  cuya
  calidad
  energética
  es
  1.0.
  ¿Esto
  qué
  implica
  desde
  el
 
punto
 de
 vista
 de
 la
 disponibilidad
 energética
 para
 generar
 trabajo
 útil?
 

 
5. El
  coeficiente
  de
  dilatación
  adiabática
  (𝛾 )
  es
  la
  relación
 entre
  los
  calores
 
específicos
 a
 presión
 y
 volumen
 constantes
 es
 decir
 𝛾 = 𝐶! /𝐶! .
 Para
 un
 sistema
 
que
  se
  comporta
  como
  un
  gas
  ideal,
  se
  puede
  asumir
  que
 𝛾 = 1.4.
  Con
  base
  en
 
esta
 información,
 se
 puede
 afirmar
 que
 para
 un
 gas
 ideal:
 
(a) 𝐶𝑝 = (5/2) ∗ 𝑅
 
(b)𝐶𝑝 = (3/2) ∗ 𝑅
 
(c) 𝐶𝑝 = (7/2) ∗ 𝑅
 
(d) Falta
 información
 para
 afirmar
 algo
 con
 respecto
 a
 𝐶𝑝
 
(e) Ninguna
 de
 las
 anteriores
 

 
6. Responda
 falso
 (F)
 o
 verdadero
 (V)
 según
 corresponda.
 

 
-­‐
 Si
 el
 sistema
 es
 internamente
 reversible,
 se
 puede
 afirmar
 que
 el
 sistema
 en
 sí
 
es reversible
 (
 
 
 
 
 
 
 )
 
-­‐
 Cuando
 𝜕𝑄/𝑇 < 0,
 se
 puede
 afirmar
 que
 el
 proceso
 es
 reversible
 (
 
 
 
 
 
 
 )
 
-­‐
 En
 un
 compresor,
 el
 trabajo
 reversible
 es
 siempre
 mayor
 al
 trabajo
 real
 (
 
 
 
 
 
 
 )
 
-­‐
  En
  una
  transferencia
  finita
  de
  calor,
 se
  puede
  afirmar
  que
  no
  existe
  generación
 
de
 entropía
 (
 
 
 
 
 
 
 )
 
-­‐
  No
  es
  posible
  relacionar
  directamente
  la
  entropía
  generada
  con
  la
  exergía
 
destruida
 (
 
 
 
 
 
 
 )
 
-­‐
 La
 exergía
 es
 una
 medida
 de
 las
 irreversibilidades
 (
 
 
 
 
  
 )
 

 

1
 

Docente:
 Ing.
 Carlos
 M.
 Celis-­‐Cornejo
 

 
Responda
 las
 preguntas
 7
 a
 9
 de
 acuerdo
 con
 el
 siguiente
 esquema.
 

 

 
T1,
 P1
 
T3,
 P3
 

 

 

 
T2,
 P2
 
Q
 

 

 
Teniendo
 en
 cuenta
 que
 T1>T2,
 para
 P1=P2=P3,
 y
 considerando
 que
 es
 un
 gas...