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Apuntes Termodinámica
Apuntes Termodinámica
Apuntes Termodinámica
Patm=760 mm Hg
Patm=1.0332278 kg/cm2
Patm=1.0332.278 kg/cm2
Patm=14.7lbf/plg2
Patm=0.078bar
Patm=0.795kg/cm2=11.3lb/plg2
El manometro es el aparato con el cual medimos la presion que se tiene dentro
de cualquier recipient por lo que la presion se conoce como presion
manometrica.
PRESION ABSOLUTA
Es la suma de la presin atmosfrica absoluta del lugar mas la presin
manomtrica Patm+Pman
PRESION DE VACIO
Cuando la presin manomtrica es negativa es decir menor que la atmosfrica
se tiene un vacio, la presin de vacio se mide con un bacuometro, la presin
siempre ser positiva cuando sea mayor que la atmosfrica.
SM
kg/cm2 o kg/m2
SI ln/plg2 o lb/pie2
VOLUMEN ESPECIFICO
Es la relacin del volumen entre la unidad de masa
SM=cm3/kg m3/kg
MI=plg3/lb ft3/lb
DENSIDAD
Es la relacin e la masa entre una sustancia con respecto a su volumen
SM=kg / cm3
SI= lb / plg3
HOJA 4 y 5
kg / m3
ft3/lb
CALOR
Es una forma de energa en la que un cuerpo con una temperatura mayor en
contacto con uno de menor temperatura cede el primero al segundo hasta
igualar sus temperaturas. Tambin podemos definir al calor como una energa
en trnsito capaz de traspasar las fronteras de cualquier sistema.
SM
SI
Kcal
BTU
Kcal/kg
BTU/lb
Q= + U
q= +
CALOR ESPECFICO DE UNA SUSTANCIA
Es la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura 1 de la unidad
de masa. Cada sustancia o gas tiene un calor especfico determinado que se
lleva a cabo a volumen constante o a presin constante y se conoce como Cv y
Cp.
SM
SI
S Int.
( K cal)/(Kg C)
BTU/(lb F) J/(Kg C)
(K cal)/(Kg R)
BTU/(lb R) J/(Kg K)
CALORIA
Es la cantidad de calor que hay que suministrar a 1 gr de agua para elevar su
temperatura.
KILOCALORIA
Es la cantidad de calor que hay que suministrar a 1kg de H2O para elevar su
temperatura un grado centgrado.
1kcal= 426.96 kg-m 427 kg-m
1kcal=4.1878KJ= 4186 J
1K=860 Kcal
1J= 238.8 cal
GASES
GAS
Es un fluido que permanece en estado gaseoso cuando es sometido a cambios
moderados de presin o temperatura, tambin se caracteriza porque su
volumen puede cambiarse.
GAS IDEAL
Son aquellos que cumplen con la ley de los gases perfectos Es un gas
hipottico cuyo comportamiento cumple exactamente con las leyes de BoyleMariotte y Charles- Lussac adems de cumplir con la ley de Joule.
GASES REALES
Son aquellos que existen en la naturaleza y segn sea su comportamiento en
su relacin con los gases perfectos, ningn gas se crea, se comporta con
exactitud a estas leyes. En termodinmica todos los gases se consideran
perfectos.
1 Ley de Charles- Gay Lussac
Ley de Boyle
Si la temperatura absoluta de una determinada masa de gas permanecer
constante, su volumen variara inversamente proporcional a la presin.
(P_1 V_1)/T_1 =(P_2 V_2)/T_2
CONSTANTE ESPECIFICA DE UN GAS
Depende de la naturaleza de un gas y del sistema de unidades que se emplee,
cada gas tiene una constante especfica (R) y el valor de R en cada gas puede
ser determinado mediante observaciones experimentales de los valores de
presin, volumen especifico y temperatura absoluta de cada uno de ellos
R para el Aire
SM 29.27 (Kg-m)/(Kg-K)
SI 53.3 (lb-ft)/(lb-R)
S Int. 2.87/
PESO MOLECULAR
Es el peso molecular de una sustancia en unidades de peso atomico de una
molecula de sustancia, cada gas tiene un valor determinado pero es el mismo
para los 3 sistemas de unidades
SM= kg/kmol
SI= lb/lb mol
S Int.= kg/kmol
MOL
Es el peso molecular de una sustancia expresado en gramos n es la relacin
de la masa ente el peso molecular.
n= m/M
SM= Kmol
SI= lbmol
S Int.= Kmol
LEY DE AVOGRADO
Los volmenes iguales de gases diferentes a las mismas condiciones de
presin y temperatura todos los gases considerados como perfectos tienen el
mismo numero de molculas.
Ecuacion de Estado
(P_1 V_1)/T_1 =(P_2 V_2)/T_2 =PV/T mR
PV/T=nR=PV/T Ru
Valores de R en 3 sistemas
SM= 848 k-m/Kmol-K
SI= 1545 lb-ft/lbmol-R
S Int.= 8.314 KJ/ kmol-K
Ley de joule
La energa interna de un gas perfecto depende directamente de la temperatura
Termodinmica:
La rama de la fsica que describe los estados de equilibrio a nivel
macroscpico. Ofrece un aparato formal aplicable nicamente a estados de
equilibrio, definidos como aquel estado hacia el que todo sistema tiende a
evolucionar.
PRESIN: Es una magnitud fsica que mide cmo la proyeccin de la fuerza en
direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar
como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una lnea.
FLUIDOS:
Podemos dividir a los fluidos en lquidos y gases, y sus principales diferencias
son:
Energa potencial.
Energa Mecnica Cintica.
Energa Interna.
Trabajo.
Energa Trmica.
Energa de flujo.
ESCALAS TERMOMTRICAS:
PROBLEMAS:
DATOS:
NN
3
VI=10m
t1=24C
TI=24C=2
97K
t2=0C
T2=273K
V 1 V2
=
T1 T 2
3
V 2=
P1=P2
V 1 T 2 10 m (273 K )
3
=
=9.19 m
T1
297 K
3
Dentro de un recipiente hermticamente sellado de 10 ft
de volumen se
encuentra
una masa de oxgeno, por medio de un termmetro
determinamos que se encuentra a una t1=60F y la lectura manomtrica
2
V1=V2
2
P1=0.3 lb/
T1=60F
T2=100F
P2=?
2
lb/
atm
+ Pman =14.7
P
lb/
+ 0.3 lb/
=15
P2=
Patm=14.7 lb/
Pman =
15lb / (520 R)
2
=16.15lb /
560 R
16.15 lb 14.7 lb
2
=1.45 lb /
2
2
Datos:
2.8 m3
P1=15Kg/cm2
P2=120Kg/cm2
100 cm 3
=2.810( 6) c m3
1m
P1V1=P2V2
V1=2.8 m3
V 2=
V2=?
P1V 1
=
P2
15
Kg
( 2.8106 c m3 )
2
cm
=3.5105 c m3
kg
120
c m2
Datos:
M=3 Kg
PV
mRT
6 3
=mr V =
V =21.9510 m
T
P
P1=4kg/cm2
T1=100C
4 kg 10000 cm
0.0004 kg
=
2
1m
cm
c m2
P=4
kg 10000 cm 2 40000 kg
=
2
2
1m
cm
m
mRT
=
P
kgm
)(373.15 K )
kgK
=0.65 m3
2
50332.27 kg/m
3 kg(29.27
T2=40C
V=
V2=2V1
En un recipiente cerrado de
10 f t
||=
P1=135.3 lb/i n
Patm=14.7
T1=200F +460=660 R
P1=
lb/i n
PV
PV 21600 ( 10 f t )
2
=mR m=
=
=6.14 lb
T
RT 660 R(53.3)
3 =
135.3 lb
lb
2
+14.7 2 =150 lb /i n
2
in
in
1 P
m 6.14 lb
3
=
=0.614 lb / f t
v 10 f t 3
T 2=70 F+ 460=530 R
150 lb 12 in 2
=21600 lb/f t 2
2
2
in
1f t
4
P1 T 2 150 lb/i n2 (530)
2
P 2=
=
=120.45lb/in
T1
660
5 La densidad se mantiene constante
Datos
sustitucin
formula
V1 T2=V2 T1
11 (10.3)
=0.318
356.23
T1= 356.23 K
V1=11ft cubico
V2=22ft cbicos
P2=10.3lb/in cuadrados
Datos
formula
P1=2 atm=29.4
P1T 2
=P2
T1
sustitucin
29.4 (670)
=29.84
660
lb/in cuadrada
T1=660R
T2=670R
Datos
sustitucin
T=373K
7 (29.27)(373)
Kg
=3473.81
cubico
22
m
m=7Kg
v=22m cbicos
R=29.27
mRT
=p
v