Capitulo 2 De Cengel

ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE

ENERGÍA.

FORMAS DE ENERGIA

La energía puede existir en varias formas: térmica, mecánica, cinetica,

potencial, eléctrica, magnética, química y nuclear, cuya suma conforma la

energía total E de un sistema, la cual se denota por unidad de masa mediante

e y se expresa como

e = E/m (kj)/(kg)

Las formas macroscópicas de energía son las que posee un sistema como todo

en relación con cierto marco de referencia exterior. como las energías cinética

y potencial. Las formas microscópicas de energía son las que se relacionan

con la estructura molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular,

y son independientes de los marcos de referencia externos.

La energía que posee un sistema como resultado de su movimiento en relación

con cierto marco de referencia se llama energía cinética (EC). Cuando todas

las partes de un sistema se mueven con la misma velocidad, la energía cinética

se expresa como EC= m(v^2)/2 (kJ)

O bien, por unidad de masa,

ec= v^2/2 (kJ/kg)

La energía que posee un sistema como resultado de su elevación en un campo

gravitacional se llama energía potencial (EP) y se expresa como:

EP=mgz (kJ)

O, por unidad de masa.

ep=gz (kJ/kg)

La energía total de un sistema consta sólo de las energías cinética, potencial e

interna, y se expresa como:

E= v+EC+EP= v+m(v^2)/2+mgz (kJ)

O bien, por unidad de masa: E=v+ec+ep=v+(v^2)/2+gz (kJ/kg)

La mayor parte de los sistemas cerrados permanecen estacionarios durante un

proceso y, por lo tanto, no experimentan cambios en sus energías cinética y

potencial. Los sistemas cerrados cuya velocidad y elevación del centro de

gravedad permanecen constantes durante un proceso comúnmente se

denominan sistemas estacionarios. El flujo másico m, que es la cantidad de masa que fluye por una sección

transversal por unidad de tiempo; y se relaciona con el flujo volumétrico V,

definido como el volumen de un fluido que fluye por una sección transversal por

unidad de tiempo, mediante

Flujo másico: m=ǷV=ǷA (kg/s)

ENERGÍA MECÁNICA.

La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede

convertir completamente en trabajo mecánico de modo directo mediante un

dispositivo mecánico como una turbina ideal. Las formas mas familiares de

energía mecánica son la cinemática y la potencial.

La presión por si misma no es una forma de energía, pero una fuerza de

presión que actúa sobre un fluido a través de una distancia produce trabajo,

llamado trabajo de flujo, en una cantidad de P/p por unidad de masa.

La energía mecánica de un fluido en movimiento por unidad de masa se puede

expresar como

 =







Donde P/p es la energía de flujo, V^2/2 es la energía cinética y gz es la energía

potencial del fluido, todas por unidad de masa.

TRANSFERENCIA DE ENERGÍA POR CALOR

El calor esta definido como la forma de energía que se transfiere entre dos

sistemas (o entre un sistema y sus alrededores) debido a una diferencia de

temperatura. Se deduce que no puede haber ninguna transferencia de calor

entre 2 sistemas que se hallan a la misma temperatura.

Como forma de energía, el calor tiene unidades de energía, la mas común es el

KJ. La cantidad de calor transferida durante el proceso entre 2 estados (1 y 2)

se denota mediante Q12 o solo Q. La transferencia de calor por unidad de

masa de

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