Fisica General

TRABAJO DE RECONOCIMIENTO

TERMODINAMICA

LUZ STELLA PINEDA BUSTOS

C.C. 1.026.260.474

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

CEAD JOSE ACEVEDO Y GOMEZ

MARZO 17 DE 2013

CONTENIDO

Página

INTRODUCCIÓN 3

1. OBJETIVOS 4

1.1 Objetivo General 4

1.2 Objetivos Específicos 4

2. RESUMEN DE LOS CONCEPTOS PRINCIPALES 5

CONCLUSIONES 13

BIBLIOGRAFÍA 14

INTRODUCCIÓN

El curso control de termodinámica se divide en 2 unidades, ley cero, trabajo y primera ley de la termodinámica y segunda ley aplicaciones de la termodinámica. La primera unidad consta de tres capítulos y quince lecciones documentales. La primera unidad contienen una actividad de autoevaluación y sus respectivas fuentes documentales de donde fue tomada la información del modulo. A la vez la segunda unidad del curso de divide en tres capítulos los cuales contienen quince lecciones con su respectivo material de autoevaluación y fuentes documentales.

El curso cuenta con un protocolo del curso, en el cual se encuentra una ficha técnica de las características del modulo como: palabras clave, institución, cuidad, autor del protocolo académico, año, unidad académica, campo de formación, área de conocimiento, créditos académicos, tipo de curso, destinatarios, competencias generales de aprendizaje, metodología de la oferta, formato de circulación y la denominación de las unidades didácticas. A la vez el protocolo del curso además de servir como gua para que el estudiante logre identificar la estructura del curso también se soporta bajo un contexto teórico, una metodología, glosario de términos y la bibliografía de las fuentes documentales de donde fue toma la información.

El ejercicio que veremos a continuación es un resumen de las unidades del curso termodinámico, en la cual se incluyeron los principales conceptos de cada una, a la vez se muestra un ejemplo de una ecuación de acuerdo a la lección tratada.

OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Realizar un informe escrito sobre el protocolo y módulo del curso termodinámica, mediante la identificación de conceptos y lecciones, con el fin de obtener un reconocimiento de las temáticas a trabajar durante el semestre académico.

2.2. Objetivos Específicos

Elaborar un resumen sobre los principales conceptos de cada una de las lecciones del módulo termodinámica.

Elaborar un resumen de las ecuaciones de cada lección del modulo termodinámica.

Escoger entre los integrantes del grupo colaborativo el mejor trabajo escrito con el fin de ser presentado como informe final.

RESUMEN DE LOS CONCEPTOS PRINCIPALES CONCEPTOS

Lección 1: sistema termodinámico

Sistema termodinámico: Desde el punto de vista termodinámico es cualquier región del universo que se quiera estudiar.

Sistema abierto: Es aquel que permite que tanto masa como energía crucen las fronteras o paredes del sistema.

Sistema cerrado: Sistema en el cual no hay intercambio de materia con los alrededores pero si se puede presentar transferencia de energía.

Lección 2: Ley cero de la Termodinámica

Ley cero: Establece que si dos sistemas se encuentran, cada uno de ellos, en equilibrio térmico con un tercero, también estarán en equilibrio térmico entre sí.

Termómetro: Un termómetro es un sistema con una propiedad fácilmente mensurable que es función de la temperatura.

Ecuación de la lección 2: T=a+bP T (Rankine)= 9⁄5 (Kelvin)

∆T(℃)=∆T(K) T(K)=(℃)+273.14 ∆T(F)=∆T(R) T`(R)=T(℉)

Lección 3: calor

Calor: Es la forma de energía que se transmite a través del límite de un sistema que está a una temperatura a otro sistema (o al medio exterior) a una temperatura más baja, por virtud de la diferencia de temperatura entre los dos sistemas.

Ecuación de la lección 3: q=Q/m Q ̇=Q/∆T Q ̇=k_t A ∆T/∆X Q ̇〖=k〗_t A dT/dX Q ̇=hA(T_s-T_f) Q ̇_max=σ.A.T_s^4 Q ̇_emitido=σ.A.T_s^4

Lección 4: ecuación de estado: Es la relación matemática de las propiedades termodinámicas que describen el estado de un sistema. Los términos propiedades termodinámicas, variables termodinámicas y grados de libertad son sinónimos.

Ecuación de estado del gas ideal: Relaciona el volumen específico de un gas con la temperatura y la presión.

Ecuación de la lección 4: PV=nRT PV ̅=RT Pv=RT/M Z=V_real/V_ideal Z=〖Pv〗_real/RT Pv=ZRT P_r=P/P_c T_r=T/T_c

Lección 5: Ecuación de estado (Continuación)

Ecuación de Redlich- Kwong: Esta es una ecuación mucho más exacta que la ecuación de van der Waals y aplicable en un mayor rango de presión y temperaturas.

Ecuación de la lección 5: P=RT/((V ̅-b) )-a/(V ̅ (V ̅+b) T^0,5 ) a=0,427R^2 T_c^2,5 b=(0,0866RT_c)/P_c P=RT/((V ̅-b) )-a/(V ̅ (V ̅+b) T^0,5 ) {1+m[1-(T/T_c )^2 ] }^2

Lección 6: Trabajo: Es el producto de una fuerza F por el desplazamiento dx en la misma dirección de la fuerza. El trabajo en el SI se mide en Julios (J).

Proceso isobárico: donde la presión permanece constante.

Proceso isotérmico: donde la temperatura permanece constante

Proceso poli trópico: es aquel donde la presión y el volumen se relacionan por medio de PVn = C, donde n y C son constantes.

Ecuación de la lección 6: W=∫_1^2▒Fdx W=∫_1^2▒PdV W=(V_2-V_1 ) δW=PdV=nRdT W=nRT(T_2-T_1 ) W=(P_2 V_2-P_1 V_1)/(1-n) W=2γ_s a∆X W=1/2 K(X_2^2-X_1^2 )

Lección 7: Diagramas termodinámicos: Son representaciones en coordenadas cartesianas de las propiedades de un sistema durante el transcurso de un proceso.

Sustancia pura: Una sustancia pura es aquella que está constituida por una sola clase de átomos o por una sola clase de moléculas.

Ecuación de la lección 7: (sin ecuación)

Lección 8: Diagramas termodinámicos (continuación)

Diagrama Pv: volumen especifico

Diagramas Pt: presión de temperatura

Diagramas Tv: Son diagramas que se construyen determinando para cada temperatura los valores de las correspondientes presiones de saturación, así como también, lo volúmenes específicos del liquido saturado y del vapor saturado.

Diagramas P-v-t: Son representaciones tridimensionales de los valores del volumen específico a diferentes temperaturas y presiones de una sustancia pura en fases sólida, líquida y gaseosa.

Ecuación de la lección 8: X=m_v/m X=m_v/(m_L+m_v ) X=(V-V_F)/(V_g-V_F ) V=V_F+XV_fg

Lección 9: Propiedades termodinámicas

Propiedad intensiva: cuando no dependen de la masa del sistema

Propiedad extensiva: cuando dependen de la masa y extensión del sistema

Ecuación de la lección 9: P=m/V dX=Pdy+Qdz ∂P/∂z=∂Q/∂y (δL)^2=(dy)^2+(dz)^2 (_1^)L_2 =∫_2^1▒δL=∫_1^1▒√((dy/dz) )+1dz

Lección 10: Capacidad calorífica

La capacidad calorífica de un sistema: es la cantidad de calor transferida que es capaz de modificar su temperatura en un grado.

Capacidad calorífica a presión constante: El conjunto de propiedades (pV + U) corresponde a una nueva propiedad conocida como entalpía que se representa por la letra H.

Ecuación de la lección 10: C=δQ/dT H=U+Pv C ̅_p=C ̅_v+R Q=∆H=m∆h W=(P_2 V_2-P_1 V_1)/(1-γ)

Lección 11: primera ley de termodinámica

primera ley de termodinámica: Corresponde a la ley de conservación de la energía, y son muchas las formas de enunciarla, la más común de ellas establece que la energía no se crea, ni se destruye, solo se transforma

primera ley en sistemas cerrados: se puede expresar diciendo que el calor neto transferido menos el trabajo neto producido es igual al cambio en la energía del sistema para todo proceso no cíclico

Ecuación de la lección 11: ∮▒〖δQ=∮▒δW〗 e=E/m E=E_c+E_p+U H=U+pV W=-∆U

Lección 12: Entalpia

Recordando, la entalpía se define en función de la energía interna, de la presión y del volumen del sistema, mediante la relación o también en términos de propiedades intensivas.

Estado de referencia: elementos químicos (hidrógeno, helio, carbono, sodio, etc.) a la temperatura de 25°C y a la presión de una atmósfera.

Ecuación de la lección 12: (sin ecuaciones)

Lección 13: Primera ley y reacciones químicas

Una reacción química implica la transformación de las sustancias denominadas reactantes en otras de naturaleza completamente distinta que se conocen como productos.

Reacciones de formación: es aquella donde se forma un mol de un compuesto a partir de sus elementos en su estado de agregación más probable.

Ecuación

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