Resumen Cengel 1,2,45

Capítulo 1. Introducción y conceptos básicos.

El capítulo 1, como su nombre lo indica, se presentan y se da un análisis general de los conceptos básicos utilizados en el estudio de la termodinámica. Primero nos dice que la termodinámica es la ciencia que trata con la energía. Principalmente las transferencias de calor para generar trabajo. Afirma que la energía es una propiedad termodinámica.

Nos habla sobre la primera ley de la termodinámica o ley de la conservación de la energía “la energía no se crea ni se destruye solo se transforma” y reafirma que efectivamente la energía es una propiedad termodinámica. También menciona la segunda ley de la termodinámica que dice que la energía tiene calidad así como cantidad y que los procesos reales ocurren de una dirección preferencial y solo en esa dirección, de manera natural, y que la energía pierde o disminuye su calidad.

Nos introduce al concepto de sistema y nos dice que un sistema de masa fija se llama sistema cerrado o masa de control y un sistema en el cual hay transferencia o circulación de masa a través de sus fronteras se le denomina como sistema cerrado o volumen de control. Las propiedades de un sistema que dependen de la masa se llaman propiedades extensivas y las que no lo hacen reciben el nombre de propiedades intensivas.

Nos habla sobre la densidad y nos dice que es la masa de un objeto por unidad de volumen, también indica que el volumen es el espacio que ocupa un cuerpo y que el volumen específico es volumen por unidad de masa.

Nos dice que un sistema está en equilibrio cuando mantiene un equilibrio térmico, mecánico, de fase y químico. Cualquier cambio de un estado a otro recibe el nombre proceso. Un proceso con estados finales idénticos se denomina ciclo. Nos indica que un proceso cuasi estático es cuando el sistema permanece en equilibrio.

Menciona también la ley cero de la termodinámica que establece que dos cuerpos están en equilibrio térmico si ambos tienen la misma lectura de temperatura, sin importar que estén o no en contacto directo.

Nos dice que en la actualidad las escalas de temperatura usadas en el SI se relacionan con la escala absoluta “kelvin” y las inglesas Celsius y Fahrenheit con las siguientes relaciones.

T(K) = T(ªC) + 273.15 y T(R) = T(ªF) + 459.67.

ΔT(K) = ΔT(ºC) ; ΔT(R) = ΔT(ºF).

Nos define el concepto de presión como la fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área y que su unidad SI es el pascal 1 Pa = 1 N/m2. Nos muestra varios tipos de presión, la presión absoluta, que es la relativa al vacío, la presión atmosférica que es la que ejerce la atmosfera, la presión manométrica, que es la presión absoluta menos la presión atmosférica y la presión vacuo métrica que es la presión que se encuentra por debajo de la atmosférica.

Patm = Pabs – Patm

Pvac = Patm – Pabs

Nos presenta la relación de presión que dice que la presión en un punto de un fluido tiene la misma magnitud en todas direcciones. La variación de la presión con la elevación está dada por:

dP/dz = -pg

Nos presenta los manómetros, que son instrumentos para medir las diferencias de presión, también dice que hay diferentes tipos, para medir la presión atmosférica suele utilizarse el barómetro.

Patm = pgh

p = densidad. g = gravedad. h = altura.

El capítulo también ndica que la presión de un fluido permanece constante en dirección horizontal. El principio de Pascal establece que la presión aplicada a un fluido confinado aumenta en todos los puntos del fluido y en la misma cantidad.

Capítulo 2. Energía, transferencia de energía y análisis general de la energía.

Este capítulo nos habla de la energía, la suma de todas las energías internas de un sistema se llama energía total, que consta de la energía interna del sistema, la energía cinética y la energía potencial para sistemas simples compresibles. Nos explica que la energía interna representa la energía molecular misma del sistema y puede existir de forma sensible, latente, química y nuclear.

Nos presenta el concepto de flujo másico y lo define como la cantidad de masa que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo, y se relaciona con el flujo volumétrico, el cual es el volumen de un fluido que fluye por una sección transversal por unidad de tiempo.

La energía mecánica se define como la forma o el tipo de energía que se puede convertir completamente en trabajo mecánico de modo directo a con el uso de un dispositivo que puede ser una turbina ideal.

La energía puede cruzar las fronteras de un sistema cerrado como calor o como trabajo únicamente, pero en el caso de un volumen de control, o sistema abierto, la energía puede transportarse mediante la masa. Si la transferencia de energía se debe a una diferencia de temperatura entre un sistema cerrado y el exterior, es calor, de lo contrario, es un trabajo.

Este capítulo también nos define el concepto de trabajo como la energía transferida cuando una fuerza actúa sobre un sistema a lo largo de una distancia. Hay varias formas de trabajo, el trabajo eléctrico, el de flecha o el de resorte, por ejemplo.

Nos habla de los balances de energía, que son una expresión de la primera ley, los balances de energía de masa para cualquier sistema que experimenta cualquier proceso se puede expresar como:

E entrada – E salida = ΔE sistema.

Nos presenta el concepto importante en la industria conocido como eficiencia, que es un cociente de “lo que genero / lo que utilizo” se trata de que en un sistema la eficiencia sea alta, cercana al 100%, para indicar que todo lo que utilice lo convertí en trabajo útil.

Por último nos dice que la conversión de energía está asociado con efectos adversos al medio, y el impacto ambiental debe ser una consideración importante en la conversión y utilización de la energía.

Capítulo 4. Análisis de energía de sistemas cerrados.

En este capítulo se revisó el análisis de la energía,

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