Reconocimiento Termodinamica

TERMODINÁMICA

RECONOCIMIENTO DEL CURSO

DIANA MARCELA GONZALEZ MORALES

COD: 1.120.561.075

RUBEN DARIO MUNERA TANGARIFE

TUTOR

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍAS E INGENIERÍAS

TECNOLOGIA INDUSTRIAL

CEAD LA DORADA CALDAS

FEBRERO DE 2013

PUERTO BOYACÁ, BOYACÁ

INTRODUCCIÓN

Las primeras mediciones que proporcionaron una base para la termodinámica fueron en general aquellas relacionadas con el estudio de diversos sistemas térmicos, como máquinas de vapor y otras máquinas productoras de trabajo que usaban combustible. La termodinámica se concibió como un estudio de los sistemas productores de potencia. Sin embargo, hoy en día es una ciencia mucho más amplia que resulta importante en relación con diversos fenómenos que se encuentran en la ingeniería. La termodinámica es la ciencia que se ocupa del estudio de la energía y sus transformaciones, particularmente la transformación del calor en trabajo. En todos los fenómenos de naturaleza física o química se encuentran presentes interacciones energéticas que se deben estudiar con detalle para aprovechar en forma óptima la energía producida o determinar la cantidad de energía que demanda un proceso en particular.

La termodinámica permite responder a interrogantes como ¿qué cantidad de energía eléctrica se genera en una central termoeléctrica a partir de una tonelada de combustible? o ¿qué energía se requiere para mantener en funcionamiento un cuarto frío, un sistema de aire acondicionado, un motor de combustión interna o una bomba para el transporte de fluidos? O ¿qué cantidad de combustible será consumido por una caldera para producir el vapor requerido en un proceso? El estudio de la termodinámica es muy importante para todo ingeniero, porque le brinda las herramientas conceptuales necesarias para realizar el análisis de las condiciones energéticas, evaluar la eficiencia y tomar las decisiones pertinentes frente al diseño, control y optimización de procesos. La termodinámica es una rama de las ciencias físicas que tratan los diversos fenómenos de la energía y sus relaciones con las propiedades de la materia .Especialmente trata las leyes de transformación del calor hacia otras formas de energía y viceversa.

OBJETIVO GENERAL

Dar una factibilidad a la esquematización de la termodinámica para poder dar a conocer sus principios y conceptos

Tener un concepto general de la Termodinámica, en todas y cada una de las lecciones del módulo, en las cuales se dejara las ideas principales de los temas a tratar

ELABORAR UN RESUMEN ACERCA DE LOS CONCEPTOS PRINCIPALES POR CADA LECCIÓN QUE TIENE EL MODULO DE TERMODINÁMICA

UNIDAD 1: LEY CERO, TRABAJO Y PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

CAPITULO 1: LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA

LECCIÓN 1: SISTEMAS

Desde el punto de vista termodinámico es cualquier región del universo que se quiera estudiar. El sistema lo defiende al observar de acuerdo a lo que se quiera estudiar ya sea como una galaxia, el sol, la tierra o tan pequeño como una red cristalina, las moléculas o partículas subatómicas. Hay diferentes tipos de sistemas: Abiertos, cerrados, aislados, adiabáticos.

Sistema abierto:

Es aquel que permite que tanto masa como energía crucen las fronteras o paredes del sistema. El hecho de intercambiar constantemente masa, permite tener un proceso de flujo continuo.

Sistema cerrado:

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

Sistema aislado:

Sistema en el cual no se presenta transferencia ni de materia ni de energía.

Sistema adiabático:

Es aquel que se encuentra totalmente aislado y por tanto no permite intercambio de calor

LECCION 2: LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA

La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwell y llevada a ley por Fowler y establece que si dos sistemas se encuentran, cada uno de ellos, en equilibrio térmico con un tercero, también estarán en equilibrio térmico entre sí.

LECCION 3: CALOR

La energía transferida entre dos sistemas debida a la diferencia de temperatura es el calor.

El calor es una forma particular de energía en transición que se identifica sólo cuando cruza las paredes del sistema que se encuentra a temperatura diferente de otro sistema o de los alrededores.

LECCION 4: ECUACIÓN DE ESTADO

El estado de una sustancia pura se describe en función de propiedades intensivas Como P v y T, las cuales se relacionan mediante ecuaciones conocidas generalmente como ecuaciones de estado.

CAPITULO 2: TRABAJO

LECCION 6: TRABAJO

El trabajo no es una propiedad del sistema, sino una interacción entre el sistema y los alrededores que se manifiesta sólo cuando cruza o atraviesa las paredes del sistema.

LECCIÓN 7 Y 8: DIAGRÁMAS TERMODINAMICOS

Son representaciones en coordenadas cartesianas de las propiedades de un sistema durante el transcurso de un proceso. Se utilizan para visualizar, predecir o analizar los cambios producidos en la medida en que ocurren diferentes procesos termodinámicos.

LECCIÓN 9: PROPIEDADES TERMODINÁMICAS

Todo sistema termodinámico se caracteriza por unas propiedades que definen su estado energético. Estas propiedades se clasifican en intensivas si no dependen de la masa del sistema y extensivas si dependen de la masa o “extensión” del sistema. Así la presión y la temperatura son propiedades intensivas, mientras que el volumen, el número de moles o la masa son extensivos. Esta diferencia es necesaria tenerla en cuenta para posteriores análisis.

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. Por tanto, la relación entre el calor transferido a un sistema y la diferencia de temperatura que ocasiona, constituye la capacidad calorífica.

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,H=U + Pv Calor Específico a Presión Constante: El calor específico a presión constante es la cantidad de calor que es necesario transferir a un sistema de masa unitaria para elevar su temperatura en un grado. Se representa por cp, la letra minúscula representa una propiedad referida a una unidad de masa, es decir a una propiedad intensiva.

Capacidad Calorífica Molar a Presión Constante:

La capacidad calorífica molar de una sustancia se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un mol, en un grado. Capacidad Calorífica a Volumen Constante: En palabra se diría que la capacidad calorífica a volumen constante está dada por la variación de energía interna con relación a la temperatura o que es igual la relación entre el cambio de energía interna y la diferencia en la temperatura.

Capacidad Calorífica Molar a Volumen Constante:

A partir de propiedades como los calores específicos o las capacidades caloríficas molares, características de cada sustancia, se determinan los cambios de entalpía o los cambios de energía interna, para ello solo es necesario, despejar de las ecuaciones respectivas.

Relación entre las Capacidades Caloríficas en Gases Ideales:

Para establecer la relación entre la capacidad calorífica molar a presión constante y la capacidad calorífica molar a volumen constante, se debe acudir a la relación entre la entalpía yla energía interna dada por una ecuación. Si en esta ecuación se deriva con respecto a la temperatura a presión constante.

CAPITULO 3: PRIMERA LEY TERMODINÁMICA

LECCIÓN 11: PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica «en realidad el primer principio dice más que una ley de conservación», establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.

LECCION 12: ENTALPIA

es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.

LECCIÓN 13: PRIMERA

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