Termo 3 Conceptos generales 24 nov

TERMODINÁMICA DE HIDROCARBUROS
Profesor:
Germán González Silva

Conceptos Básicos de Termodinámica

Sistemas Aislados, Cerrados y Abiertos
Sistema cerrado es el sistema que sólo puede intercambiar energía
con su entorno, pero no materia.
Sistema abierto es el sistema que puede intercambiar materia y
energía con su entorno.

Sistemas Aislados, Cerrados y Abiertos
Un sistema puede ser cualquierobjeto, cualquier cantidad de
materia, cualquier región del espacio, etc., seleccionado para
estudiarlo y aislarlo (mentalmente) de todo lo demás, lo cual se
convierte entonces en el entorno del sistema. El sistema y su
entorno forman el universo.
La envoltura imaginaria que encierra un sistema y lo separa de
sus inmediaciones (entorno) se llama frontera del sistema y
puede pensarse que tienepropiedades especiales que sirven
para:
a) aislar el sistema de su entorno o para
b) permitir la interacción de un modo específico entre el
sistema y su ambiente.

Estado y Equilibrio
Un sistema en dos estados diferentes

Un sistema cerrado que alcanza el
Equilibrio térmico.
20 °C

23 °C

32 °C

32 °C

30 °C

m = 2 kg
T1 = 20 °C
V1 = 1.5 m3

m = 2 kg
T1 = 20 °C
V2 = 2.5 m3

35 °C

40 °C
42 °C

(a)Antes
(a) Estado 1

(b) Estado 2

32 °C

32 °C

32 °C
32 °C

(b) Después

Tipos de equilibrio
Equilibrio térmico (T Constante.)
Equilibrio Mecánico (P constante)
Equilibrio de fases: Si en un sistema hay dos fases o
mas, cuando la masa que se transfiere de una fase alfa
a una fase beta es la misma que retorna a alfa
proveniente de la fase beta

Tipos de equilibrio
Equilibrio Químico: Cuando sucomposición química no
cambia con el tiempo. Es decir, si no ocurren
reacciones químicas o mezcla de componentes
diferentes.

Sistemas Aislados, Cerrados y
Abiertos

Frontera
móvil
Sistema
cerrado
m=
Constante

Masa NO

GAS
2 kg
1 m3

Energía
SI

Los
sistemas
cerrados
también se conocen con el
nombre
de
Masa
de
Control

GAS
2 kg
3 m3

Frontera
móvil

Sistema cerrado con frontera
móvil.Sistemas Aislados, Cerrados y
Abiertos
Superficie de Control

Masa

Superficie de Control

Salida de
agua
caliente
Calentador
de agua

Volumen
de Control

(Volumen de
control)

Energía

Tanto la masa como la
energía pueden cruzar las
fronteras de un volumen de
control.

Entrada
de agua
fría

Un sistema abierto (un
volumen de control) con una
entrada y una salida.

Volumen de control

Volumen decontrol

Formas de Energía
Energía Interna

Energía Cinética
Traslacional

Energía Sensible
y Latente

Energía Química

Energía Nuclear

Neutrón
Productos
de Fusión

Neutrón

Neutrón
Nucleo
Objetivo

Productos
de Fusión
Neutrón

Energía Cinética
Rotacional

Energía Cinética
de vibración

Energía
Cinética
de
las
moléculas o Energía Sensible.

Propiedades de un Sistema
Cualquier característica de unsistema se denomina propiedad.
Eje.: P, T, V, m.
No todas las propiedades son independientes.
Las propiedades intensivas son independientes del tamaño del
sistema: Temperatura, Presión y Densidad.
Los valores de las propiedades extensivas dependen del tamaño o
extensión del sistema.

Las propiedades extensivas por unidad de masa se llaman
propiedades específicas.

Propiedades de un sistema

m
V
TP
ρ

1
2
1
2

m
V
T
P
ρ

m
V
T
P
ρ

1
2
1
2

Criterios para diferenciar las propiedades
intensivas y extensivas

Propiedades
extensivas
Propiedades
intensivas
Propiedades Extensivas por Unidad de
Masa

Propiedades Específicas

v

Volumen específico

V
m

e

Energía total específica
Energía interna específica

u

U
m

E
m

Presión
Pmanométrica  Pabs  Patm

Pvac  Patm  Pabs

PmanomátricaPatm
Pabs

Pvac
Patm

Patm
Pabs
Pabs = 0

Presiones absoluta, manométrica y de vacío

Presión
Manómetro Básico
 Como A y B están a la misma altura la presión en
A y en B debe ser la misma.
 Por una rama la presión en B es debida al gas
encerrado en el recipiente.
 Por la otra rama la presión en A es debida a la
presión atmosférica más la presión debida a la
diferencia de alturas del líquido...