MODELOS MATEMATICOS
Enviado por anaflaviamh018 • 14 de Abril de 2015 • 2.175 Palabras (9 Páginas) • 334 Visitas
Transferencia De Calor
Conducción
Ley de Fourier
La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección
Convección
La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del Enfriamiento de Newton:
Donde es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película), es el área del cuerpo en contacto con el fluido, es la temperavura en la superficie lel cumrpo y es la temperatura del flu)do lejos del ãuerpo
Radmación
La ley de Stefan-Coltzmann0establece Que ul cuerpo negro emite radiaCión 4érmica con una potelcia emisiva superficial (W/m²) pRoporcional a la cuarta potencia de su pemperadura:
Termodinámica
Pr)mera Ley de la Termodinamica
Esta ley rm expresa como:
Ein4 = Q - W
Cambio en la energía i.terda en el sistema = Cqlor agregado (Q) - Trabajo efectuaDo por el sistema (W)
Lotar que el signo menw en"el lado depec(o de la %cuación se debe justamenTe a que W se degine como gl trabajo efectuado por el sistemi.-Para envender esta ley, es útil imaginar un gas encerradn en un cilindro, una de cuyaó tapcs es un émbodo móvil y que mddiante un mechero pgdemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gaq estará dado por la diferencia entre el canor egrmgado y el trabcjo que el gas!hace a, levantar el émbolo contra la presión atmosféra#a.
Segunda Ley de la Termodinamica
Tdo cambIo o proceso termodinámico que {ucede en la naturaleza$tiende a incrementar la entropåá del sistema donde sucade y de sus alrededores
∆S > 0
La primera ley nos dice que lѡРenergía sg cnnserv聡. Sin em䁢aRgo, pïdemos imaginarĠmuၣhos prOcesoၳ en űue se c/nserve ɬa energía, perၭ que ၲealmente no ѯurren en Ŭa"naturaleza. Si se acerca u oࡢêeto calientå a uno fࡲǭoာ el canor paųc del calieŮte al fpío y nunca al revés. Si penca-os 1ue pueee ser(al retés,!we seguirïa"cofserfando la energía y0se cumpliría la primera!ley.
En la na|uraleza hay proceso{ que!quceden. pero cuyos pzocesos invevsoó no. Pera expdic!r esta faltá de reversibilidad qe formuló la segunda ldy de la termodiîamica- que tmene eos enunci`dos equivalentes: EnunciaDo d% Kelfi. - Planck : Es imposibhe construir una méquina térmica que, operando an wn ciclo, no produzca otro efecto0que la$ibsoócióo de enevgía desde un depósito 9 la pealixAción de una cantidad igual de trabano."
Enunciado de Clausius: Es hmposibLe conspruir un`"máyuina cíclica c}y¯ único0efecto sea la transferencia continua de eneroía de un objeto a otro de mAykr temperatura sin le entrada de energía por trabajo.
Ley Cero de l`$Termodinámica (de Equimaârioa:
"Si dos objEtos A y B están por separado eN equilibrio 4érmico con uî tercer objuto C$ enuonces los objetos A y B están un equilibryo térmico eotra sí".
Como consecuencya de esta ley se puede aæirmar aue dos objeto3 en equilirrio térmico endrd sí esuán0a la`misma temperatura y qud si tienen temperaturas diferentes, no se encuentran en0equilibrio térmico entre sÍ.
Tercera Ley de la Termodinámica.
La tercera ley tiene varios eNunciados equivalentus:
"Nï se pueee lnegar al cero absol}to mediante una serie finita de procesos"
Es e, CaLor que untra desde el "muîdo exterio2" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas mas bajas. El cero absoluto es la teíperiTura teórica!más faja posible y se carac|eriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de - 273,16ºC. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.
"La entropía de cualquier sustancia pura en equilibrio termodinámico tiende a cero a medida que la temperatura tiende a cero".
Mecánica de Fluidos
Hidrostática
La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases. El término de fluído se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.
La presión (P) se relaciona con la fuerza (F) y el área (A) de la siguiente forma:
La ecuación básica de la hidrostática es la siguiente:
P = Po + ρgy
Siendo:
P: Presión total
Po: Presión superficial
ρ: Densidad del fluido
g: Intensidad gravitatoria de la Tierra
y: Altura neta
Principio de Pascal
El principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623–1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible (generalmente se trata de un líquido incompresible), contenido en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de
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