Termodinamica

GUÍA DE APRENDIZAJE

Unidad 2.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Actividades 1. Conceptualización
Tema Potencia Trabajo y calor Actividad Concepto, unidades en los Sistemas Internacional - SI e inglés. Haga un paralelo donde establezca las similitudes y diferencias entre calor y trabajo Haga el análisis de un sistema termodinámico cerrado, con trabajo de expansión y compresión, y establezca:- El concepto de entalpía. - Porqué es importante establecer esta cantidad. - Unidades de entalpía y de entalpía específica. - Razones por las que la entalpía es una propiedad termodinámica. Establezca la diferencia entre calor sensible y calor latente Establezca: - Concepto de calor específico y simbología - Unidades en el SI e Inglés - Concepto de calor específico a volumen constante - Conceptode calor específico a presión contante Para un gas ideal establezca: - La ecuación de estado de un gas ideal y las expresiones equivalentes de esta ecuación - El concepto mol y número de moles - La constante universal de los gases, en base molar y base masa y en loas unidades del SI e Inglés. - La relación entre la constante universal de los gases y la constante de un gas en particular. Para ungas ideal: - Determine la relación entre la variación de energía interna y el calor específico a volumen constante. Análisis y modelos matemáticos - Determine la relación entre la variación de entalpía y el calor específico a presión constante. Análisis y modelos matemáticos - Establezca la relación entre los calores específicos cv y cp con la constante de un gas y con la constante universal de losgases. - Cómo utilizar Tablas o aproximaciones para encontrar valores de capacidades térmicas?. Utilice los resultados de los análisis anteriores y el modelo matemático de primera ley para desarrollar los ejercicios propuestos.

Primera ley

Calor latente y calor sensible

Calor específico

Los modelos de gas ideal, de estados correspondientes y de sustancia incompresible

Relacionesentre la energía interna, la entalpia y las capacidades térmicas específicas de los gases ideales

Análisis energético de sistemas cerrados que obedecen al modelo de gas ideal




2. Ejercicios propuestos
2.1. En un depósito de 50 L se tiene monóxido de carbono a 210 kPa y 127 oC. (a) Determínese la masa del gas, en kilogramos. (b) Hay un escape de 0,02 kg de gas y la temperatura baja hasta27 "C. Calcúlese la presión manométrica del gas que queda en el depósito en kilopascales, si la presión barométrica es 98,8 kPa. El aire del interior de un neumático de automóvil, con un volumen de 0,042 m3 ha alcanzado 360 kPa a 40 oC. Tras enfriarlo hasta 20 oC, se desearía que la presión fuese de 300 kPa. Calcúlese el volumen de aire que hay que quitar, en metros cúbicos, si se midiese a 20 oCy 100 kPa. Dos depósitos, A y B, están conectados por medio de tuberías apropiadas a través de una válvula inicialmente cerrada. El depósito A contiene 10 ft3 de nitrógeno a 80 psia y 140 °F, Yel depósito B tiene hecho vacío. La válvula se abre y el nitrógeno entra en el depósito B hasta que la presión en el mismo alcanza 20 psia y la temperatura es 60 °F. Como consecuencia, la presión deldepósito A cae hasta 60 psia y la temperatura cambia hasta 110 °F. Determínese el volumen del depósito B, en pies cúbicos. Con las tablas adecuadas, obténganse las magnitudes siguientes: (a) La temperatura en °F del nitrógeno con entalpía específica de 133,9 Btu/lbm (h) La temperatura en °F del dióxido de carbono con un valor de e; de 0,202 Btu/lbm.oR. (c) La energía interna del oxígeno a 100 oF enBtu/lbm. (d) La energía interna del aire en Btu/lbm si su entalpía específica es 128,10 Btu/lbm. (e) La variación de entalpía en Btu/lbm del nitrógeno entre 300 y 600 oF, utilizando un valor medio de capacidad térmica específica. Se aumenta la temperatura del oxígeno de (a) 100 a 800 °F, y (b) 200 a 1000 °F. (1) Calcúlese la variación de energía interna integrando la ecuación empírica de cp en...