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TERMODINÁMICA

Recopilación: Ing. Pablo Gandarilla Claure2011

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LA 1° LEY EN UN CICLO

Integrales cíclicas de calor y trabajoEsta ley establece que la integral cíclica del

diferencial del calor es igual a la integral cíclica del diferencial del trabajo.

La sumatoria de todos lo calores cedidos o recibidos es igual a la suma de todos los trabajos cedidos o recibidos, dependiendo del signo.

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LA 1° LEY EN UN PROCESO

Energía del sistema

El calor depende de la trayectoria (diferencial inexacta)

El trabajo depende de la trayectoria (diferencial inexacta)

¿la relación depende de la trayectoria?

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GRÁFICO

1 2 proceso directo

2 1 proceso indirecto

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Ciclo A + C

Ciclo B + C

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La relación no depende de la trayectoria, sólo depende del estado inicial y final; por lo tanto es una propiedad termodinámica llamada energía total y se designa por la letra: E

Donde: U = energía interna Ek = energía cinética Ep = energía potencial

Primera ley de la termodinámica para un sistema cerrado.

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ENERGÍA INTERNA

Energía interna total (U) Es la suma de la energía cinética molecular y la energía

potencial molecular:

Si la sustancia se encuentra como sólido, líquido o vapor:

Si la sustancia se encuentra como mezcla:

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Energía interna específica (u):

Energía interna específica en función de la calidad:

Título en función de la energía interna específica:Si 𝑢 < 𝑢𝐿 a P T Ls o Lc: ∄ 𝑥

Si 𝑢 = 𝑢𝐿 a P T Lsh : 𝑥= 0

Si 𝑢𝐿 < 𝑢 < 𝑢𝑉 a P T Mezcla: 0 < 𝑥< 1

Si 𝑢 = 𝑢𝑉 a P T Vss: 𝑥= 1

Si 𝑢 > 𝑢𝑉 a P T Vr: ∄ 𝑥

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ENERGÍA CINÉTICA

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ENERGÍA POTENCIAL

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RESUMEN

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ENTALPÍA

Entalpía total (H)La entalpía es una combinación de propiedades

y se define como la energía interna total (U) más la presión por el volumen total.

Entalpía específica (h)

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• Entalpía específica en función de la calidad

• Calidad en función de la entalpía específica

Si ℎ < ℎ𝐿 a P T Ls o Lc: ∄ 𝑥

Si ℎ = ℎ𝐿 a P T Lsh: 𝑥= 0

Si ℎ𝐿 < ℎ < ℎ𝑉 a P T Mezcla: 0 < 𝑥< 1

Si ℎ = ℎ𝑉 a P T Vss: 𝑥= 1

Si ℎ > ℎ𝑉 a P T Vr: ∄ 𝑥

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Ejemplo 1. Una cápsula contiene 20% de vapor en volumen a una presión de 7,03 kgf/cm2 , se calienta el agua hasta que se convierte en vapor saturado seco, determinar el calor intercambiado con el entorno, realizar la gráfica.

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Ejemplo 2. El radiador de un sistema de calentamiento tiene un volumen de 20 litros. Cuando se llena con vapor saturado de 1,41 kgf/cm2 se le cierran todas las válvulas. ¿Cuánto calor habrá sido transmitido al cuarto cuando la presión del vapor sea de 0,7 kgf/cm2?