Termodinamica_Material complementario

Páginas: 9 (2005 palabras) Publicado: 29 de enero de 2016
Termodinámica Aplicada

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En esta clase revisaremos la primera ley de la Termodinámica aplicada a sistemas
cerrados y resolveremos, utilizando una hoja de cálculo, un problema que incluye
transferencia de calor y trabajo de frontera, como interacciones entre sistema y entorno.

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Al finalizar este MTA, estaráspreparado para:


Señalar diferencias entre trabajo de frontera, de eje y eléctrico.



Calcular los requerimientos de calor aplicando la primera ley de la
Termodinámica a sistemas de masa constante (sistemas cerrados).



Utilizar una hoja de cálculo para analizar el comportamiento de un sistema
cerrado cuando varían las condiciones iniciales de la sustancia de trabajo.

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1) En esta clase revisaremos el concepto de sistema cerrado, sus características
y los procesos que puede desarrollar un sistema cerrado.
2) Reconoceremos las diferentes formas de energía de un sistema y en forma
especial la energía en tránsito, es decir, la energía que intercambia el sistema
con su entorno. Estas formas de energía se refieren al calor y al trabajo. En
relaciónal trabajo, veremos además las diferencias entre trabajo de frontera,
trabajo de eje y trabajo eléctrico.
3) Por último, aplicaremos la ecuación de la primera ley, que no es otra cosa que
un balance de energía, a un sistema cerrado que experimenta una ganancia
de calor y la realización de un trabajo de frontera.

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¿De qué manera podemos calcular el tamaño deun sistema de aire
acondicionado para mantener una sala de conferencias a una temperatura
apropiada?

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¿Qué es un sistema cerrado?
Ejemplos:
AUTOCLAVE
Cocimiento de alimentos, esterilización de materiales quirúrgicos. Durante su
funcionamiento no sale ni entra masa.
CILINDRO ‐ PISTÓN
Expansión y compresión de gases enun motor de combustión. Durante la expansión o
compresión no sale ni entra masa.
TANQUES
Almacenamiento de grasas (calentamiento), almacenamiento de sustancias a baja
temperatura (enfriamiento). En este caso se trataría de sistema cerrado sólo si no se
carga o descarga materiales.

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Hay tres características básicas de los sistemas cerrados:


Cierta cantidadde una sustancia recibe y/o entrega energía.



La energía en tránsito (entrada o salida) se llama CALOR o se llama TRABAJO.



En un sistema cerrado no hay entrada ni salida de masa.

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En la figura se muestra un sistema que está recibiendo 6 kJ de energía en forma de
trabajo de eje, está recibiendo 15 kJ de calor y está expulsando (o perdiendo) 3 kJ decalor.
El balance de energía dará por resultado 18 kJ, es decir son 18 kJ el aumento de energía
que ha experimentado el sistema.

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Si bien la masa no cambia durante un proceso, el sistema experimenta cambios de
energía cuando recibe o entrega dicha energía.
En la figura, el sistema experimenta un aumento de su energía igual a la energía que
recibe en forma detrabajo eléctrico, de la fuente que es una batería.
El término adiabático se utiliza para describir un proceso en el cual no se ha realizado ni
entrada ni salida de calor.

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Los procesos que realiza un sistema cerrado se pueden diferenciar entre aquellos en los
cuales no ocurre un cambio de volumen y otros en que si se presenta tal cambio.
Veamos estesistema:
Las paredes del tanque son rígidas, por tanto, a menos que explote, el volumen del
sistema no cambiará.

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Las variaciones de volumen que experimenta una llanta son despreciables ya que el
caucho no se dilata de manera significativa.

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Un sistema formado por un cilindro con un pistón (o émbolo) es un sistema típico...
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