Procesos Termodinamicos
Procesos Termodinamicos
Procesos Termodinamicos
DE CHIMALHUACN
TERMODINMICA
PROCESOS TERMODINMICOS
16 de Agostos de 2013
TERMODINMICA
La termodinmica se define como la ciencia de la energa.
APLICACIN DE LA TERMODINMICA
La termodinmica aparece en muchos sistemas de ingeniera y en otros aspectos de la vida
misma.
El cuerpo humano
La estufa elctrica o de gas
Sistemas de calefaccin
Aire acondicionado
Refrigerador
Televisor
Iluminacin
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
Principio de la conservacin de la energa, establece que durante una interaccin, la energa
puede cambiar de una forma a otra, pero la cantidad total de energa permanece constante,
por lo tanto, la energa no puede crearse ni destruirse. Por ejemplo, una roca que cae desde
un despeadero adquiere velocidad debido a que su energa potencial se convierte en
energa cintica.
El principio de conservacin de la energa implica a la primera ley tradicional: una forma
de energa puede convertirse en cualquier otra.
Q1-2=U+W1-2
SISTEMA TERMODINMICO
Sistema termodinmico o sistema, se define como una cantidad de materia o una regin del
espacio elegida para su estudio.
Alrededores, la masa o regin del sistema recibe el nombre de alrededores.
Frontera, la superficie real o imaginaria que separa al sistema de sus alrededores se llama
frontera.
SISTEMAS CERRADOS
Un sistema cerrado (tambin conocido como masa de control) consiste en una cantidad fija
de masa, y nada de ella puede cruzar su frontera. Esto es, ninguna masa puede entrar o
abandonar un sistema cerrado.
SISTEMAS AISLADOS
Si a la energa no se le permite cruzar la frontera, ese sistema se denomina sistema aislado.
PROPIEDADES DE UN SISTEMA
Cualquier caracterstica de un sistema de un sistema se denomina propiedad. Algunos
ejemplos son la presin P, la temperatura T, el volumen V y la masa m.
Viscosidad
Conductividad trmica
Modulo de elasticidad
Coeficiente de expansin trmica
Resistividad elctrica
Velocidad
PROPIEDADES INTENSIVAS
Las propiedades intensivas son independientes del tamao de un sistema, como la
temperatura, la presin y la densidad.
PROPIEDADES EXTENSIVAS
Los valores de las propiedades extensivas dependen del tamao o extensin del sistema. La
masa m, el volumen V y la energa total E son algunos ejemplos.
PROPIEDADES ESPECFICAS
Las propiedades especficas son por unidad de masa, algunos ejemplos son el volumen
especfico y la energa total especifica.
ESTADO Y EQUILIBRIO
Considere un sistema que no se somete a ningn cambio. En este caso, es posible medir o
calcular todas las propiedades del sistema, lo que resulta en un conjunto de propiedades que
describen por completo la condicin o el estado del sistema. En cierto estado, todas las
propiedades de un sistema tienen valores fijos. Si el valor de una sola propiedad cambia, el
estado cambiar a un estado diferente.
Ciclo. Se dice que un sistema se somete a un ciclo si al trmino del proceso regresa a su
estado inicial. En un ciclo los estados inicial y final son idnticos.
FORMAS DE ENERGA
La energa puede existir en numerosas formas: trmicas, mecnicas, cintica, potencial,
elctrica, magntica, qumica y nuclear, y su suma constituye la energa total E de un
sistema.
ENERGAS MACROSCPICAS
Las formas de energas macroscpicas de energa, por una parte, son las que un sistema
como un todo posee en relacin con cierto marco de referencia exterior, como la energa
cintica y potencial.
P=RTv
Pv=RT
PvT=cte.
v=Vm
PV=mRT
PROCESOS TERMODINMICOS
El prefijo iso se emplea con frecuencia para designar un proceso en el que permanece
constante una propiedad particular.
ISOBRICO (PRESIN CONSTANTE, P1 = P2)
v1T1=v2T2
v1v2=T1T2
1ra. Ley de la Termodinmica
Q1-2=U+W1-2
U1=mcpT1
U2=mcpT2
U=U2-U1=mcpT2-mcpT1=mcpT2-T1
W1-2=v1v2Pdv=Pv2-v1
h=U+Pv
Q1-2=mcpT2-mcpT1+Pv2-Pv1
=mcpT2+Pv2-mcpT1+Pv1
=h2-h1
ISCORO (VOLUMEN CONSTANTE, v1 = v2)
P1T1=P2T2
T2T1=P2P1
1ra. Ley de la Termodinmica
Q1-2=U+W1-2
W1-2=v1v2Pdv=0
U=U2-U1=mcvT2-mcvT1=mcvT2-T1
Q1-2=mcvT2-T1
v2v1=P1P2
P1v1=P2v2
P1v1=cte
P=cv
xy=hiprbola equilatera
Q1-2=U+W1-2
W1-2=v1v2Pdv=v1v2cvdv=cv1v2dvv=clnv2v1=P1v1lnv2v1=P2v2lnv2v1
W1-2=P1v1lnP1P2=mRTlnv2v1
U=mcvT2-T1=0
Q1-2=W1-2=mRTlnv2v1
ADIABTICO
Pvk=cte
k=exponente adiabtico
P1v1k=P2v2k
k=cpcv (adimencional)
k=exponente adiabtico
Q1-2=U+W1-2
P2P1=v1v2k=T2T1kk-1
U=mcvT2-T1
v2v1=P1P21k=T1T21k-1
W1-2=v1v2Pdv=v1v2cvkdv=cv1v2v-
T2T1=P2P1k-1k=v1v2k-1
kdv=c-k+1v2-k+1-v1-k+1
W1-2=P2v2kv2-k+1-P1v1kv1-k+1k+1=P2v2-P1v1-k+1=P1v1-P2v2k-1
W1-2=mRT1-mRT2k-1=mRT1-T2k-1
U+W1-2=0
mcvT2-T1+mRT1-T2k-1=0
cv+R1-k=0
R=-cv1-k=cvk-1=cvcpcv-1=cp-cv
Igualdad de Mayer
POLITRPICO
Pvn=cte
n=exponente politrpico
Q1-2=U+W1-2
P2P1=v1v2n=T2T1nn-1
U=mcvT2-T1
v2v1=P1P21n=T1T21n-1
T2T1=P2P1n-1n=v1v2n-1
W1-2=P2v2-P1v11-n=mRT2-mRT11-n
=mRT2-T11-n
Q1-2=mcvT2-T1+mRT2-T11-n
cn=cvn-kn-1