Laboratorio de: Termodinámica Ley de Joule

...

La relación de estos conceptos hacia un sistema y cómo funcionan en conjunto para determinar el equivalente de calor para tener un concepto más claro.

La termodinámica es una ciencia y, quizá la herramienta más importante en la ingeniería, ya que se encarga de describir los procesos que implican cambios en temperatura, la transformación de la energía, y las relaciones entre el calor y el trabajo. De esta definición básica parte gran cantidad de aplicaciones en el vasto mundo de la ingeniería. Es impresionante ver cómo la termodinámica es un pilar fundamental para muchos de los procesos que se llevan a cabo en la industria química, y más aún en procesos de ingeniería de Alimentos. Mencionar algunos ejemplos de aplicación como lo es en turbinas, unidades de refrigeración en donde se emplea el propano, de igual manera en la compresión de gases; entre otros.

CUESTIONARIO FINAL:

1.- Defina los conceptos de calor y trabajo

Se denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le rodea debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza por desplazamiento. Y el trabajo es la cantidad de trabajo hecho sobre un objeto es igual a la fuerza ejercida en él por la distancia en la es que movido en la dirección de la fuerza i.e. el producto de la fuerza por el desplazamiento del punto sobre el cual actúa la fuerza.

2.- ¿Qué es una función de trayectoria y una propiedad de estado? Dé un ejemplo de cada una.

La trayectoria o ruta del proceso es la sucesión de estados que ha seguido o recorrido el sistema desde el estado inicial hasta el estado final. Proceso isotérmico: es aquel durante el cual la temperatura es constante, proceso isobárico: es aquel durante el cual la presión es constante y proceso isocórico o isométrico: es aquel durante el cual el volumen especifico permanece constante. Para describir un proceso se deben especificar su estado inicial y final, así como la trayectoria que siguen las iteraciones con el medio (Fig. IA)

[pic 11]

L propiedad de estado refiere a la condición de un sistema descrito por sus propiedades, o sea, la existencia de un sistema termodinámico en un determinado instante de tiempo se describe por un conjunto interrelacionado de cantidades susceptibles de ser medidas llamadas Propiedades Termodinámicas. La condición descrita por dichas propiedades define un Estado.

Podemos decir que una propiedad termodinámica es una característica macroscópica y observable de un sistema, tales como: masa, volumen, energía, presión, temperatura, y sus valores dependen estrictamente de la condición instantánea durante la cual son medidos.

3.- ¿Qué es un proceso reversible y que un proceso irreversible?

El reversible es aquel que puede intervenirse sin dejar cambios en el sistema o en el entorno y el irreversible es un proceso real que puede invertirse en el cual el sistema experimenta cambios permanentes.

4.- ¿Cómo definiría UD. la eficiencia de un proceso y por qué?

Cuando al tener una, energía de entrada y una energía de salida de un sistema estas energías serán el calor o el trabajo que se transfieran en determinados subsistemas de la máquina.

5.- ¿Bajo qué condiciones el calor puede ser positivo o negativo para un sistema?

Es positivo cuando incrementa su energía interna y negativo cuando disminuye

6.- ¿Qué dice de manera general la Primera Ley de la Termodinámica?

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que, si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.

7.- ¿A qué se debe que un trabajo pueda ser de expansión o de compresión para una misma cantidad de gas y una temperatura constante?

El trabajo de expansión-compresión, es la transferencia de energía

debida a una diferencia de presiones. Es función de la trayectoria, es decir, depende

del camino seguido, del número de etapas en que se realiza.

Tipo de trabajo δw= Notación Unidades

Expansión-compresión −P d ext V

Pext = presión externa Pa

dV =cambio de volumen m3

Expansión de una

superficie

γ dσ γ =tensión superficial N m-1

dσ = cambio de área m2

8.- ¿El valor calculado coincide con el encontrado en la bibliografía?

Si coincide

9.- Por una secadora de pelo circula una corriente de 10 A y tiene una bobina calefactora con una resistencia igual a 22 Ω. Calcule el calor disipado en 2 minutos. Si el costo de la energía es de $2.00 el kW-h ¿Cuánto cuesta la electricidad que usó en esta aplicación?

CIBERGRAFÍA:

Anónimo, (2017). [Online] Disponible en: http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-72.htm [Revisado el 28 Mar. 2017].

Anónimo, (2017). [Online] Disponible en: http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo1p/trabajo.html [Revisado el 28 Mar. 2017].

[Online] Disponible en: https://es.scribd.com/doc/124816331/APLICACION-DE-LA-PRIMERA-LEY-DE-LA-TERMODINAMICA-A-LA-INDUSTRIA [Revisado el 28 Mar. 2017].

Sc.ehu.es. (2017). Concepto de presión. [Online] Disponible en: s3.amazonaws.com/lcp/clasegeo/.../Unidad-I-Fundamentos-de-la-Termodinamica.doc [Revisado el 30 Mar. 2017].

BIBLIOGRAFÍA

Wark, K. Richards, D.E.: Termodinamica, 6a Edicion Mc Graw-Hill, 2001