Trabajo Colaborativo 2

TRABAJO COLABORATIVO 2

TERMODINAMICA

TUTOR:

ANA ILVA CAPERA

GRUPO: 201015_81

ANGI PAOLA LOPEZ ZAMUDIO

CÒDIGO: 24 231 620

NAYDUD FERNANDA MACHADO

CÒDIGO: 28.559.878

EDINSON BOLIVAR SALAZAR

CÒDIGO: 13720406

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

PROGRAMA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL - CEAD YOPAL

NOVIEMBRE – 2011

INTRODUCCION

La segunda ley de la termodinámica o segundo principio de la termodinámica expresa, en una forma concisa, que "La cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el tiempo". Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico.

En un sentido general, el segundo principio de la termodinámica es la ley de la física que afirma que las diferencias entre un sistema y sus alrededores tienden a igualarse. En un sentido clásico, esto se interpreta como la ley de la física de la que se deriva que las diferencias de presión, densidad y, particularmente, las diferencias de temperatura tienden a igualarse. Esto significa que un sistema aislado llegará a alcanzar una temperatura uniforme.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Resumir la unidad dos de Termodinámica organizado por capítulos y lecciones, con sus respectivas formulas, ecuaciones y la aplicación de la segunda ley, dando respuesta a ciertas preguntas tan triviales que nos rodean y que son importantes para entender el funcionamiento como el caso de máquinas y motores.

OBJETIVO ESPECIFICO

Aplicar la segunda ley de la Termodinámica en el funcionamiento de motores y maquinas que actúan en nuestro entorno.

UNIDAD 2: SEGUNDA LEY Y APLICACIONES DE LA TERMODINÁMICA.

CAPITULO 5: CICLOS TERMODINAMICOS

Formulas propuestas por: Angi Paola López

Lección 21

La máquina de vapor. Ciclo de Rankine Q1 = He – Hb Q2 = Hf – Ha

MAQUINAS DE COMBUSTIÓN INTERNA η=((h_e-h_b )-(h_f-h_a ))/((h_e-h_b ) )

Lección 22

Motores de cuatro tiempos. Ciclo de Otto T_1.V_1^(y-1)=T_2.V_2^(y-1) y T_4.V_4^(y-1)=T_3.V_β^(y-1)

V_1=V_(4 ) y V_2=V_3

T_4/T_1 =T_3/T_2 ;1-T_4/T_1 =1-T_3/T_2 ;T_1/T_2 =(T_(1-) T_4)/(T_(2-) T_3 )

Lección 23

Motores de ignición por compresión. Ciclo Diesel Y= C_p⁄C_v η=1-1⁄(R (y-1) )

Lección 24

Ciclo de Brayton η=1-1/(r(γ-1)/γ)

Lección 25

Máquinas frigoríficas η=Q_2/W=Q_2/(Q_1-Q_2 )=T_2/(T_1-T_2 )

η=Q_2/(Q_1-Q_2 )

CICLO IDEAL DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR Cop= Q_f/W=(h_1-h_4)/h_(2-h_1 )

Formulas propuestas por: Naydud Fernanda Machado

UNIDAD 2

SEGUNDA LEY Y APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA

CAPITULO 4

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

Lección 16 aplicación de la primera ley en gases ideales

Energía Interna como función de la temperatura. Experimento de joule U = f(T,V) luego:

Para un gas ideal en un proceso isotérmico se cumple que:

∆U(T) = ∆H(T)=0

el calor y el trabajo (que son iguales) se pueden calcular:

Q = W = n•R•T•Ln (V₂/V₁) = P₁V₁•Ln (P₁/P₂)

El cambio en la entropía es: ∆S=∆Q/T

Lección 19 Entropía

Cambios de entropía en procesos reversibles dQ = TdS = 0 ⇒ ΔS = 0.

Δ S = ∫ C(T)dT

T

ΔS = Q

T reservorio

Lección 20 Entropía(continuación)

Calentamiento irreversible de un sistema termodinámico ΔS universo = ΔS foco + ΔS sistema

= m.c Ln T2 + T2 - 1 >0

T1 T1

Expansión libre de un gas ideal ΔS gas= ∫_V1^V2▒〖(n.R.T )/(T.V) 〗⋅dV=n.R ∫_V1^V2▒〖(dV )/V=n.R.Ln(V2│V1 )>0〗

CAPITULO 5

CICLOS TERMODINAMICOS

Lección 21 La máquina de vapor. Ciclo de Rankine

Q1 = He – Hb

Q2 = Hf – Ha

n= W = Q1 – Q2 = He – Hb – Hf – Hq

Q Q He - Hb

Lección 22 Motores de cuatro tiempos. Ciclo de Otto

T1 ⋅ V1y-1 = T2 ⋅ V2y-1 y T4 ⋅ V4y-1 = T3 ⋅ V3y-1

T4 = T3 ; -1 T4 = 1- T3;T1 = T1 - T4

T1 T2 T1 T2 T2 T2 – T3

n= 1 – T1 = 1- V2 Y-1 = 1 – 1

T2 V1 r_c^(y-1)

Lección 23 Motores de ignición por compresión. Ciclo Diesel

La eficiencia térmica de esta máquina está dada por

n diesel

Lección 24 Ciclo de Brayton

n=1 – 1

r_p^((y-1)/y)

Lección 25 Maquinas frigoríficas

η=Q/W=Q_2/(Q_1-Q_2 )=T_2/(T_1-T_2 )

η=Q_2/(Q_1-Q_2 )

η=(H1^'-H4')/(H1^''-H1')=(H1^'-H3')/(H1^''-H1')

X=(H4^'-H4)/(H1^''-H4)

Ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor

COP= Qf = h1 –h4

W h2- h1

CAPITULO 6

APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA

m•A (h1- h2) = m•Bh2-h1)

µ= ∂T/∂P

Ley de conservación de energía m•1h1+ m•2h2 = m•3h3

Aplicable a fluidos incompresibles: q – w= Δec+ Δep + cpΔT + vΔP

Formulas propuestas por: EDINSON BOLIVAR SALAZAR

CAPITULO 4 LECCION 16 : aplicación de la primera ley de gases Ley de joule U = f(T)

ECUACION PARA GAS IDEAL P=(n.R.T)/V

Proceso adiabático de intercambio de calor δW = dU = n.Cv.dT

Proceso adiabático para un gas ideal Wadiabático = U2 – U1 = n.Cv (T2 – T1)

LECCION 17: Segunda Ley de la Termodinámica Temperatura absoluta del gas

η=W/Q_c

Primer principio de la termodinámica ∆U = Q + W

Ecuación de rendimientotérmico η=(Q_1-Q_2)/Q_1 = (T_1-T_2)/T_1

LECCION 18: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA Cantidad de calor transferida en un proceso COP=Q_f/W= (h_1-h_4)/(h_(2-) h_1 )

LECCION 19. ETROPIA transformaciones adiabáticas 〖(S〗_(2-) S_1)adiabatico=⨜〖δQ〗_R/T= 0

Transformaciones isotérmicas 〖(S〗_(2-) S_1)adiabatico=⨜〖δQ〗_R/T= 1/T⨜〖δQ〗_R= Q_R/T

Calor de involucrado e n el proceso δQ = CV.dT〖(S〗_(2-) S_1)v =⨜Cv dT/T

Transformaciones de gases ideales donde varían volumen y temperatura 〖(S〗_(2(T2-V2)-) S_(1(T1-V1)))v=⨜〔 (Cv.dT+P.dV)/T 〕= Cv.Ln〔V_2/V_1 〕

LECCION 20 ENTROPIA (CONTINUACION) Calentamiento irreversible de un sistema termodinámico 〖∆S〗_sistema= ⨜Q_R/T =⨜(m.c.d.t )/T=m.c.Ln〔T_2/T_1 〕

Variación de entropia 〖∆S〗_foco= (-Q_ )/T = m.c.〔(T_2- T_1)/T_1 〕

Entropía para un sistema en expansión 〖∆S〗_gas== ⨜V_2/V_1 (nR.T)/(T.V). dV= nR.Ln〔V_2/V_1 〕

CAPITULO 5 CICLOS TERMODINAMICOS Lección 21: La máquina de vapor. Ciclo de Rankine Absorción de calor Q_1=H_(e-) H_b

Calor cedido Q_2=H_(f-) H_a

rendimiento η=W/Q= (Q_1-Q_2)/Q=(H_e-H_(b-)

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