CAPITULO1.CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICA

TODOS LOS CONCEPTOS Y GRAFICAS SON SACADOS DEL LIBRO DE TERMODINAMICA DE CENGEL 7 EDISION.

INTRODUCCION

HISTORIA

• La utilización o aparición del fuego en la prehistoria (rayo).

• Los Ingleses Thomas savery 1697( mecánico , minería) y Thomas Newcomen 1712 (herrero, padre de la revolución industrial) construyeron las primeras maquinas de vapor atmosféricas que eran lentas y ineficientes.

Thomas Savery (1650-1715) Thomas Newcomen (1663- 1729)

La primera y segunda ley de la termodinámica aparecieron simultáneamente en 1850 con los científicos William Rankin ( ingeniero y físico escoces) , Rudolph Clausius ( Alemán, físico y matemático) y William Thomson ( físico y matemático Británico o Lord Kelvin).

William John Macquorn Rankine (1820-1872) Rudolf Julius Emmanuel Clausius (1822-1888)

William Thomson, primer barón Kelvin (184-1907)

APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA

TERMODINAMICA

THERME ( CALOR) DYNAMIS ( FUERZA)

“ Los esfuerzos en convertir el calor en energía”

• La termodinámica estudia las diferentes transformaciones de la energía. • Es la rama de la física que hace foco en el estudio de los vínculos existentes entre el

calor y las demás variedades de energía.

LEYES DE LA TERMODINAMICA

• LEY CERO : Dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero los tres estarán en equilibrio térmico.

• PRIMERA LEY: Conservación de la energía ;La energía no se crea ni se destruye solamente se transforma.

• SEGUNDA LEY: La energía tiene tanto calidad como cantidad y fluye del punto de mayor concentración al de menor concentración.

TRANSFORMACIONES DE LA ENERGIA

UNIDADES FUNDAMENTALES

DIMENSIONES Y UNIDADES

CONSTANTES TERMODINAMICAS

HOMOGENEIDAD DIMENSIONAL

SISTEMA, FRONTERA Y ALREDEDORES

TIPOS DE SISTEMAS

TIPOS DE SISTEMAS

TIPOS DE FRONTERAS

PROPIEDADES DE UN SISTEMA

HIPOTESIS DE MEDIO CONTINUO

POSTULADO DE ESTADO

DENSIDAD RELATIVA O GRAVEDAD ESPECIFICA

Para los líquidos la compara con la del agua y para gases la comparo con la del aire.

OBSERVACIONES IMPORTANTES

• La densidad de los gases es directamente proporcional a la presión y inversamente proporcional a la temperatura.

Presión

• En los líquidos la densidad varia con la temperatura, es decir a medida que aumenta la temperatura esta disminuye.

• Variación de la densidad de los líquidos con la presión

• Las sustancias con densidades relativas menores que las del agua flotan en ella.

CAMBIO DE ESTADO Y EQUILIBRIO

ESTADO: Es la condición en la cual todas las propiedades de mi sistema permanecen fijas.

Para que un sistema alcance el equilibrio termodinámico debe cumplir 3 condiciones : lograr el equilibrio térmico, mecánico y químico.

EQUILIBRIO TERMODINAMICO

CAMBIOS DE FASE

PROCESOS Y CICLOS

PROCESO: Cualquier cambio en las condiciones equilibrio de un estado a otro es un proceso.

TRAYECTORIA: Serie de estados por los que pasa un sistemas durante un proceso.

Las trayectorias de un proceso pueden ocurren a temperatura, presión o volumen especifico contante.

CICLO: Esta con formado por varios estados y procesos pero siempre las condiciones de inicio son las mismas del estado final.

Para describir completamente un proceso se debe conocer su estado inicial y final, así como las trayectorias seguidas durante este y las interacciones ocurridas con los alrededores.

REPRESENTACION GRAFICA DE PROCESOS TERMODINAMICOS

GRAFICA REPRESENTATIVA DE UN CICLO TERMODINAMICO

DIAGRAMA REPRESENTATIVO DE UN CICLO

EJEMPLO N.1 DIAGRAMA DE CICLO DE REFRIGERACION

EJEMPLO N.2 DIAGRAMA DE CICLO RANKINE

PROCESOS ISOBARICO

Proceso en el cual la presión permanece constante pero las otras variables cambian

P atmosférica

PROCESO ISOTERMICO

Proceso en el cual la temperatura permanece constante pero las demás variables pueden cambiar.

PROCESO ISOMETRICO O ISOCORO

Proceso en el cual el volumen permanece constante y las demás variables pueden cambiar

PROCESO CUASIESTATICO O DE CUASIEQUILIBRIO

PROCESO DE FLUJO ESTABLE O ESTACIONARIO

FLUJO ESTACIONARIO: Es un flujo que ninguna de sus variables sufre cambios en el tiempo, sin importar que no alcance el equilibrio termodinámico.

FLUJO UNIFORME: Esta relacionado que no sufre ningún cambio en una regio especifica.

ESCALA DE TEMPERATURA

PRESION

PRESION ABSOLUTA, MANOMETRICA Y ATMOSFERICA

VARIACION DE LA PRESION CON LA PROFUNDIDAD

MANOMETROS DE PRESION

PRESION ATMOSFERICA O BAROMETRICA

Son los metros columna de aire que hay por encima del punto de análisis.

PRINCIPIO DE PASCAL