Conceptos fundamentales de la Transferencia de calor

Instituto Politécnico Nacional[pic 1]

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Unidad Azcapotzalco

Curso: Transferencia de calor

Ciclo: 2021

Tarea No. : 1

Titulo: Conceptos fundamentales de la Transferencia de calor

Objetivo: Que el alumno pueda recordar y aplicar los principios aprendidos en Termodinámica I

Cuando las propiedades de un sistema cambian, su estado cambia y podemos decir que ha sufrido un proceso, cuando hacemos referencia a un proceso termodinámico nos referimos a un cambio que suele suceder en sus propiedades (p,V,T).

En la termodinámica cuando un proceso se desarrolla, consideramos que todo el tiempo el sistema permanece infinitesimalmente cerca de un estado de equilibrio, un proceso de este tipo se puede considerarse lo suficientemente lento como para permitirle al sistema ajustarse internamente de modo que vuelva al equilibrio.

¿Cómo varia la ecuación  para cada proceso termodinámico?[pic 2]

La primera ley de la termodinámica planteada de manera matemática nos da la ecuación:                                                                                            

     [pic 3]

(siempre dependera de la convención de signos el que pueda tener un signo menos o un signo más en cuanto al trabajo).

• Para el proceso Isométrico (isocórico)[pic 4]

Es un proceso en el cual el Volumen es constante.

Podemos considerar el trabajo en terminos de una diferencia de volumenes planteandolo de la siguiente manera:

[pic 5]

Tomando en cuenta la ecuación (2) combinando con la ecuación (1) obtenemos:[pic 6]

[pic 7]

De la ecuación (3) ,debemos considerar que el volumen es constante entonces toma un valor de cero obteniendo:

[pic 8]

• Para el proceso Isobárico[pic 9]

Este proceso en el que la presión es constante.

Tomando en cuenta que la presión es una constante, de la ecuación (2) obtenemos:

[pic 10]

Tomando la ecuacion de los gases ideales en su forma  combinando con la ecuación (3) obtenemos:[pic 12][pic 11]

[pic 13]

El resultado del trabajo para este proceso hace referencia a la ecuación  , al combinar la ecuación (6) con esta ecuación podemos deducir entonces que:[pic 14]

[pic 15]

• Para el proceso Isotérmico[pic 16]

Es un proceso en el cual la Temperatura es constante. 

De la ecuación (2) y de la ecuación de los gases ideales de la forma  podemos obtener la ecuación:[pic 17]

[pic 18]

Tomando en cuenta la ecuación (8) combinando con la ecuación (1) obtenemos:[pic 19]

[pic 20]

                        De la ecuación (9) obtenemos:

[pic 21]

• Para el proceso Adiabático[pic 22]

Un sistema que realiza un proceso adiabático no tiene intercambio de calor es decir podemos considerarlo cero, un proceso adiabático que además es reversible puede considerarse como un proceso politrópico.

Como no existe el intercambio de calor, es decir  de la ecuación (1) con la respectiva convención de signos obtenemos:[pic 24][pic 23]

[pic 25]

...