Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de MonterreyCampus Sonora Norte

Termodinámica (Iq-2001)

Formulario

T(K) = T(°C) + 273.15; T(°R) = T(°F) + 459.67; T(°C) = [T(°F) - 32]*5/9; ÄT(K) = ÄT(°C)

abs man atm atmÄT(°R) = ÄT(°F); P = P + P ; P = 101.325(1 - 2.2557x10 Z) (kPa)-5 5.2559

1 atm = 14.696 psi = 760 mmHg = 29.92 inHg = 1.013 ×10 N/m = 1.013×10 Pa = 1.013 bar5 2 5

1 N = 1 kg-m/s ; 1 J = 1 N-m = kg-m /s ; 1 W = 1 J/s; 1 Pa = 1 N/m = 1 kg/m-s ; 1 bar = 102 2 2 2 2 5

Pa; g = 9.81 m/s ; ñ = m/V (kg/m ); v = V/m = 1/ñ (m /kg); P = rgh2 3 3

Energía: Joules; Trabajo: Joules; Potencia: Watts = Joules/segundo

Sustancia Pura:

aire aguaRu = 8.3143 kJ/kmol K; R = 0.287 kJ/kgK; R = 0.4615 kJ/kgK; (kJ/kg-K) = (kPa-m /kg-K)3

p vÄh = c ÄT (kJ/kg); Äu = c ÄT (kJ/kg)

Coeficiente de Joule-Thomson:

Coeficente de Expansión Volumétrica:

Coeficiente de Compresión Isotérmica:

Gases Ideales:

Gases No Ideales:

Ecuación de Van der Waals

Ecuación de Beattie-Bridgeman

Ecuación de Benedict-Webb-Rubin

Transferencia de Energía por Trabajo:

eTrabajo Eléctrico: W = VIÄt (Joules); Potencia Eléctrica P = VI (Watts)

bTrabajo de Frontera: äW = F ds = PA ds = P dV (Joules)

b 2 1Presión constante W = P(V - V )

b 1 1 2 1 1 1 2PV = Constante W = P V ln(V /V ) = mRT ln(P /P )

b 2 2 1 1PV = Constante W = (P V - P V )/(1 - n)n

g 2 1Trabajo Gravitacional: W = mg(z - z ) (Joules)

a 2 1Trabajo de Aceleración: W = (½)m(V - V ) (Joules)2 2

sh shTrabajo del Eje: W = 2ðnô (Joules); Potencia del Eje: W = 2ð(ò)ô (Watts) ò en

revoluciones por unidad de tiempo

resorte 2 1Trabajo de Resorte: W = (½)k(x - x ) (Joules)2 2

elástico n n nTrabajo Sobre Barras Sólidas Elásticas: äW = ó dV = ó A dx (Joules) ó = F/A

superficie sTrabajo del Estiramiento de una Película Líquida: äW = ó dA (Jolues)

Primera Ley de la Termodinámica para Sistemas Cerrados:

Q - W = ÄU (Joules)

otro b otroA presión Constante: Q - W - W = ÄU ó Q - W = ÄH (Joules) H = U + PV

Primera Ley de la Termodinámica para Sistemas Abiertos:

flujoQ - W - W = ÄU + (1/2)ÄV + gÄZ = m (Äu + ½ÄV + gÄz) (Jolues)2 2

Q - W = ÄH + (1/2)ÄV + gÄZ = m (Äh + ½ÄV + gÄz) (Jolues) H = U + PV2 2

Balance de masa:

Ó Flujos másicos que entran = Ó Flujos másicos que salen (kg/s)

Turbina: W (+) Compresor: W (-) Bomba: W(-)

Caldera: Q (+) Condensador: Q (-)

a 1 2 b 4 3Intercambiador de Calor: Q = m (h - h ) = m (h - h )

2 1 1 2Tobera: V >>V Difusor: V >>V 0 = m (Äh + ½ÄV )2

1 2Válvula: h = h

ent sal ent ent sal salMezcla de Flujos: Óm = Óm Óm h = Óm h

Segunda Ley de la Termodinámica:

Desigualdad de Clausius: (kJ/K)

Entropía:

Ciclos Termodinámicos:

Ciclo de Carnot:

Ciclo Otto:

Ciclo Rankine:

Coeficiente de Rendimiento:

Ciclo de Refrigeración:

1 tonelada de refrigeración = 12,000 Btu/h = 3,516.8528 W

J = N m = kg m /s ; J/kg = m /s 2 2 2 2

W =J/s

Pa = N/m = kg/(m s )2 2

Relaciones de Maxwell: