Termodinamica Clase 1 2015
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TERMODINAMICA INTRODUCCION Y CONCEPTOS BASICOS
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TERMODINAMICA
INTRODUCCION Y CONCEPTOS BASICOS
INTRODUCCION
QUE SIGNIFICA TERMODINAMICA?◦Termo: calor◦Dinámica: fuerza, movimiento
COMO SE DICE EN INGLES?◦THERMODYNAMICS
DEFINICION
Es la ciencia de la energía◦La energía puede se considerada como la capacidad para
causar cambios
EJEMPLOS/TIPOS DE ENERGIA
EJEMPLOS/TIPOS DE ENERGIA
MAYOR CONSUMO QUE GASTO
El CAMBIO EN EL CONTENIDO ENERGETICO
DE UN CUERPO O DE UN SISTEMA ES IGUAL
A LA DIFERENCIA ENTRE LA ENTRADA y LA
SALIDA DE ENERGIA
AREAS DE APLICACION
SISTEMA DE CALENTAMIENTO DE AGUAESTUFAS
(CON CUALQUIER COMBUSTIBLE)
AREAS DE APLICACION
AREAS DE APLICACION
IMPORTANCIA DE LAS UNIDADES
Dimensiones de cualquier cantidad física◦Masa◦Longitud◦Tiempo◦Temperatura
Se le asignan magnitudes llamadas unidades
Otras dimensiones que se expresan en función de las primarias se llaman
DIMENSIONES PRIMARIAS
DIMENSIONES SECUNDARIAS
IMPORTANCIA DE LAS UNIDADES
DIMENSIONES PRIMARIAS
DIMENSIONES SECUNDARIAS
IMPORTANCIA DE LAS UNIDADES
La mayoría de los países ha adoptado el Sistema internacional métrico◦Basado en una relación decimal
Prefijos estándares en el SI
Prestar atención a las unidades
Respetar homogeneidad dimensionalTener en cuenta las conversionesTener en cuenta los prefijos o notación científica en
el S.I.
Ejercicio 1
Al resolver un problema, una persona termina con la siguiente ecuación
E= 25 kJ + 7 kJ/kg
Se conoce que E es la energía total en kJ.¿Cuál sería el procedimiento?
Errores comunes
Concepto◦¿Qué es el peso?
Algunas Dimensiones
F
P
Trabajo (W)
ConceptosSistema: Región en el espacio elegido para el análisis
Tipos de sistema
Tipos de sistemaSISTEMAS
Tipos de sistema
La frontera puede ser imaginaria o real
Los sistemas cerrados pueden tener frontera móvil
A considerar
Propiedades de un sistema
Cualquier característica de un sistema se denomina propiedad
Las más conocidas P, T, V y m
Propiedades de un sistema
CLASIFICACION DE LAS PROPIEDADES
Propiedades extensivas: Son aquellas cuyos valores dependen del tamaño o extensión del sistema.
Propiedades intensivas: Son aquellas cuyos valores son independientes del tamaño o extensión del sistema
CLASIFICACION DE LAS PROPIEDADES
¿Cuáles son extensivas o intensivas?
Punto de ebullición
Densidad
Volumen total
Energía cinética
Otras clasificaciones de las propiedades
Estudiaremos termodinámica clásica
Siempre que no se lo detallen en los problemas, se considerará la materia como algo continuo
◦Es decir no se considerará la naturaleza atómica de la misma.
◦Sólo es válido, mientras el tamaño del sistema sea más grande que el espacio entre las moléculas
DENSIDAD Y DENSIDAD RELATIVA
Densidad
Unidades: kg/m3
Depende de T y PGases son muy susceptibles a variaciones de T y P:
Son compresiblesSólidos y líquidos son en general sustancias no
compresibles
Análisis
A 1 atm: Densidad= 998 kg/m3
A 100 atm: Densidad= 1003 kg/m3
Análisis
A -182, 97 ºC densidad= 1,141 kg/L
A 15 ºC densidad 1,342 g/L
Unidades: m3/kg
Volumen específico
DENSIDAD RELATIVA
Se define como el cociente de la densidad de una sustancia entre la densidad de alguna sustancia estándar a una temperatura específica.
SG es adimensional
PESO ESPECIFICO
Es el peso unitario de una sustancia
g: es la aceleración gravitacionalUnidades: N/m3
ESTADO Y EQUILIBRIO
Un estado termodinámico está definido por un conjunto de propiedades.
Termodinámica: Estados de equilibrio◦No hay potenciales o fuerzas impulsoras en desbalance
dentro del sistema◦En el sistema aislado no se experimenta cambios
Para que exista equilibrio termodinámico debe cumplirse otros equilibrios
EQUILIBRIO TERMODINAMICO
A CONSIDERAR
En sistemas de dos fases:◦Temperatura (T) y presión (P) están relacionadas, por lo
que no son independientes.
◦Agua ebulle a diferentes temperaturas a nivel del mar o en una montaña (diferencias de presión).
POSTULADO DE ESTADO
TRAYECTORIA Y PROCESO
Trayectoria: Es la serie de estados por los que pasa el sistema durante ese proceso
Para describir un proceso:◦Estado inicial, estado final, la trayectoria y las interacciones
con los alrededores
PROCESOS
PROCESO Y CICLO
PROCESO DE FLUJO ESTABLE
Estable: No hay cambios en las propiedades con el tiempo. ◦V, m y Energía total permanecen constantes durante el volumen
de control
Proceso de flujo estable: Proceso durante el cual un fluido fluye de forma estable por un volumen de control
Uniforme: Ningún cambio con la ubicación en una región específica.
TEMPERATURA
LEY DE CERO DE LA TERMODINAMICA
Si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí
Si uno de los tres cuerpos es un termómetro:
◦Dos cuerpos están en equilibrio térmico si ambos tienen la misma lectura de temperatura incluso si no están en contacto.
LEY DE CERO DE LA TERMODINAMICA
ESCALA DE TEMPERATURA
Permiten una base común para las mediciones
Kelvin (K)Celsius (ºC)Fahrenheit (ºF)Rankine (R)
ESCALA DE TEMPERATURAS
PRESION
Para líquidos y gasesEn caso de sólidos se habla de esfuerzo normal.Presión absoluta: presión real en una posición.
◦Se mide respecto al vacío absoluto◦La mayoría de los dispositivos de medición se calibran en
cero en la presión atmosférica
PRESION
VARIACION DE PRESION CON LA PROFUNDIDAD
En dirección horizontal, la presión de un fluido en reposo no varía
En dirección vertical varía con la fuerza de gravedad.La presión aumenta a medida que aumenta la
profundidad.
PRESION
LA PRESION
PRESION
Pmanometrica=Pabs-Patm
PVacio= Patm - Pabs
En las tablas se encuentra generalmente la presión absoluta
En la ecuación de estado del gas ideal se emplea la presión absoluta
A veces
-Se indica en vez de “abs” una “a”
-Se indica en vez de “manométrica” una “g”
PRESION ATMOSFERICA
Se mide por medio de un barómetroUnidades:
◦Atm◦Torr◦mm Hg
◦¿Dónde habrá más presión? Puerto Saavedra Lonquimay
MANOMETROS
tubo en “U” (emplea una columna de fluido )
Tubo de BourdonTransductores de presión
(emplean electrónica)
PRESION DE UN MANOMETRO “U”
PRESION DE UN MANOMETRODE BOURDON
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