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7/17/2019 Parte 1.ppt
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Prof. W. Galarza S. LIMA, PERU 1
CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
Conceptos y Defniciones
Abril del 2011Abril del 2011
LIMA, PERULIMA, PERU
Parte I
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.0 INTRODUCCION
La Termodinmica que se desarrollar permitir: La determinacin de las propiedades del fluido de
trabajo La cuantificacin tanto del inreso como salida de
potencia !ener"a# de un sistema La e$aluacin de la eficiencia % perfomace, se&n
el caso El an'lisis de las limitaciones para transferencia de
ener"a
Para este fin, es necesario cubrir los siguientespuntos:
(onceptos ) definiciones b'sicas Propiedades del fluido de trabajo* Modelos La primera le) de la termodin'mica La seunda le) de la termodin'mica Aplicaciones
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
SIMBOLOGIA
P, Presin, +Pa
T, emperatura, -v, .olumen especifico, m/%+MC, Masa de (ontrolVC, .olumen de (ontrolSC, uperficie de (ontrol
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.1 SISTMA! LIMIT DL SISTMA " NTORNO #I$
e denomina SISTM!al objeto de estudio* (omprende al fluido detrabajo* En termodin'mica es usual trabajar con fluidos compresibles
!pe* ases ) $apores#*
El V"L#M$ % C"$T&"Lse elie arbitrariamente de manera ue
comprenda por lo eneral al recipiente donde esta el fluido de trabajo*
$T"&$", $iene a ser lo eterno !alrredor# ue esta separado del
sistema por el limite el ue se denomina S#P&'ICI %
C"$T&"L*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.1 SISTMA! LIMIT DL SISTMA " NTORNO #II$
En caso de ue la masa presente en
el sistema sea la misma, es decir ue
no 3a)a flujo de masa ue inrese o
sala del $olumen de control, este es
denominado M!S! % C"$T&"L*
i se da calor el sistema incrementa
su temperatura ) el pistn se mue$e
pero la masa presente es la misma a
pesar ue el limite del sistema $aria*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.% TIPOS D SISTMAS
Los t4rminos sistema cerrado!la
masa es fija# ), sistema abierto
!ue in$olucra flujo de masa# se
usan en el an'lisis del flujo de la
ener"a en transito ue acompa5aa un flujo de masa*
Un sistema es adiabticocuando
no eiste transferencia de calor
del o 3acia el fluido de trabajo sea
el sistema cerrado o abierto*
e denomina sistema aisladosi
no 3a) trasferencia de ener"a ni
en forma de trabajo ni de calor*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.& 'AS " STADOUnafasees una cantidad de materia
3omo4nea* !pe* 3ielo ) liuido son
dos fases#
(ada fase del fluido de trabajo puede
eistir para $arios ni$eles de presin )temperatura, es decir eiste en $arios
estados*
El estado, es descrito por completo al
obser$ar sus propiedades* Las mas
familiares presin ) temperatura*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
Un sistema est' en euilibrio termodin'mico
si ninuna de sus propiedades cambia con
el tiempo*
(uando se tiene radientes de temperatura,
presin o composicin en el sistema, estostienden a cambiar 3asta eliminarlos*
quilibrio estable() e presenta si el ni$el
de ener"a es bajo*
quilibrio metaestable()iene atributos de
euilibrio pero no llea a alcan6ar la ener"a
de acti$acin*
quilibrio Inestable() (umple la condicin
de estabilidad pero no el seundo*
1.( STADO D )UILIBRIO #I$
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.( STADO D )UILIBRIO #II$En termodin'mica se estudiar' los procesos en euilibrio t4rmico ) mec'nico*
7 quilibrio T*rmico, se tiene iual 8* El calor se transfiere del sistema de
ma)or al de menor 8* i el sistema tiene Paredes Adiab'ticas se dice ue
esta t4rmicamente aislado*
7quilibrio Mecnico, se tiene iual presin !P#* Las paredes pueden serel'sticas o r"idas*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.* PROPIDADS +TNSI,AS INTNSI,ASLos sistemas en euilibrio tienen propiedades medibles* Una propiedades cualuier cantidad ue tiene un $alor fijo e in$ariable en el sistema en
euilibrio !p*e* temperatura, presin#* Estas $ariables caracteri6an a los
estados ) dependen slo del sistema ) no de la forma en ue se alcan6
ese estado*
+emplo9:ensidad ;;< +%m/ !propiedad#
a 2= >(, 1 bar !estado#
Propiedad Intensiva, no depende de la cantidad de masa, se nombra
con letras min&sculas !t, ?, etc#
Propiedad tensiva, depende de la masa, $olumen, ener"a ) se
nombra con letra ma)&scula* i se di$iden por la masa se obtiene una
propiedad espec-fica!tambi4n intensi$a# p*e* la densidad*
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.- CUACION D STADOLas propiedades est'n relacionadasentre ellas, si se conocen alunas,
las otras uedan determinadas*
e reuiere de dos propiedades ue
sean independientes para conocer
las otras*
V
m =
(volumen)V
(masa)m =
%ensidad
cuaci.n de stado 0v)T,f(P, =
Volumen specifico1
(masa)m(volumen)Vv ==
(uando un sistema pasa deun estado a otro la $ariacin
de sus propiedades slo
depende del estado inicial )
final, ) no de las situaciones
intermedias
Cambio de stado
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1. TRANS'ORMACIONS
La pansi.nde un sistema sucede cuando la
fuer6a interior es ma)or ue la fuer6a eterior,
en caso contrar"o se trata de una Compresi.n*
La pansi.n es Libre,cuando @int @et
au" los estado intermedios no son de euilibrio
La pansi.n es &esistida,cuando @int B @et
au" los estados intermedios son de euilibrio
El Calentamiento o
Enfiamiento de un
sistema se consideracomo una sucesin
de estados en euili
Cbrio
La !e"#la $e fl%i$o&
no se considera
comoestados en euilibrio
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1./ CAMBIOS D STADO PROCSO
La ruta descrita por una sucesin de estados a tra$4s
del cual un sistema pasa de un estado a otro se llama
Proceso* Muc3os procesos son descritos cuando una
de sus propiedades termodin'micas permanece sin
cambiar* As"9
7Proceso isot4rmico, la 8 es constante
7Proceso isobarico, la P es constante
7Proceso Isocoro, el $ es constante
7Proceso Adiab'tico, no eiste transferencia de calor
al o desde el entorno al fluido de trabajo*
7Proceso Isentrpico, no eiste adem's transferencia
de calor debido al ro6amiento interno al fluido,
7Proceso Politrpico, son las transformaciones reales
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1. PROCSO y CICLO
Un sistema est' en euilibrio, cuando el $alor de sus
propiedades es id4ntico en todos sus puntos* i este
sistema en euilibrio, cambia de un estado a otro ue
iualmente esta en euilibrio, los estados intermedios
pueden ser o no de euilibrio*
%iagrama de stado, es cualuier representacin de
dos propiedades termodin'micas de un sistema* Un
ejemplo t"pico es el diarama pC$*
La l"nea es continua cuando los estados intermedios
son de euilibrio ) en caso contrario es discontinuo*
En las mquinas t*rmicasun sistema e$oluciona a
tra$4s de una serie de procesos continuos donde el
estado inicial ) final coinciden formando as" un Ciclo
Termodinmico
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.10 TMPRATURA
La temperatura es la caracter"stica
com&n ue tienen los cuerpos ue
est'n en euilibrio t4rmico entre si*
Le/ Cero de la Termodinmica
:os cuerpos en euilibrio t4rmicocon un tercero est'n en euilibrio
t4rmico entre s"*
7 scala de Temperaturas
- B >( D 2
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
En termodin'mica se utili6a el
concepto de presin absoluta*
e define como, la fuer6a por
unidad de 'rea*
1.11 PRSION #II$
dA
Fp dA 0lim =
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
TERMODINAMICA
1.11.1 TRMOMTROS
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TERMODINAMICA
1.11.% MANOMTROS