Fisica. Termodinámica

• Primera Ley de la termodinámica Establece las relaciones entre los flujos de energía que experimenta un sistema físico y la forma en que cambian sus propiedades

• 3. Balance de Energía para un Sistema Es la aplicación práctica de la primera ley.

• 4. Tipos de Energía que intervienen en un balance de energía (I) Calor (Q) = Energía que entra o sale de un sistema debido a las diferencias de temperatura entre la pared del sistema y el ambiente. Trabajo (W) = Energía que se entrega o se retira por la acción de agitadores y elementos que hacen que se muevan los componentes del sistema o que responden a sus movimientos.

• 5. Tipos de Energía que intervienen en un balance de energía (II) Energía interna por unidad de masa (u) = La que poseen las sustancias del sistema en virtud de su movimiento molecular, es decir, de su temperatura. Trabajo de flujo por unidad de masa (pv) = El producto de la presión en los límites del sistema por el volumen específico se denomina trabajo de flujo. Es el trabajo que hace fluir las sustancias en las zonas por las que ellas entran o salen al sistema Entalpía ( h) = u + pv = Es la suma de la energía interna más el trabajo de flujo.

• 6. Tipos de Energía que intervienen en un balance de energía (III) Energía cinética por unidad de masa (EC) = ½ V^2 = Es la energía que tienen las sustancias en virtud de su movimiento masivo. Energía potencial por unidad de masa (EP) = g z = Es la energía que tienen las sustancias en virtud de su posición relativa vertical.

• 7. Expresión de la primera ley para un sistema que fluye de manera uniforme y estable Q-W = Σ ms (he+ECe+ EPe) - Σ mi (hi+ECi+ EPi) + [ m2(u2+EC2+EP2)- m1(u1+EC1+EP1) ] e= en las salidas de sustancias i=en las entradas de sustancias 1= al inicio del proceso 2= al final del proceso

• 8. Expresión de la primera ley para un sistema que está sujeto a un ciclo cerrado Q-W = 0

• 9. Sentido práctico de la primera ley Es posible convertir calor en trabajo mecánico útil mediante máquinas térmicas. Las máquinas y turbinas de vapor, los motores de combustión interna, las turbinas de gas y las plantas térmicas son consecuencia práctica de esta conversión. Esta conversión ha permitido el desarrollo industrial y el desarrollo tecnológico con base en la utilización de los combustibles fósiles. Antes de estos descubrimientos se dependía de las energías humana, animal, eólica e hidráulica para realizar trabajo mecánico útil.

• 10. Segunda ley de la termodinámica Establece límites y direcciones a los procesos de intercambio energético

Primera Ley de la Termodinámica

La ley de conservación de la energía establece que la energía no puede ser creada ni destruida, pero puede cambiar en varias formas. El calor o energía puede ser solamente movido, pero basados en la ley para cualquier sistema, abierto o cerrado; debe haber un equilibrio de energía. Los sistemas de refrigeración y de aire acondicionados son sistemas equilibrados. El calor total o energía absorbida por el evaporadory la línea de succión, mas el calor o energía que el compresor genera hacia el refrigerante, debe ser expulsado fuera del condensador en orden de mantener el equilibrio en el sistema. Si el evaporador no puede absorber calor o el condensador no puede expulsar calor, el sistema no estará equilibrado y ocurrirá una perdida de eficiencia y capacidad.

Dadas las definiciones anteriores de lo que es la energía y, que se mueve en una dirección, debe considerarse la irreversibilidad. Irreversibilidad puede definirse como la diferencia en temperatura entre el condensador y el evaporador. Por ejemplo, cuanto más grande es la irreversibilidad en un ciclo de refrigeración, operando con una carga dada entre dos niveles de temperatura fijos, resultará en una gran cantidad de energía requerida

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