TERMODINAMICA 201015A_224

TRABAJO DE RECONOCIMIENTO DEL CURSO

TUTOR: HARVEY ANDRES MILQUEZ SANABRIA

ESTUDIANTE: MAURICIO DAVID PEREZ RAMIREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)

INGENIERIA INDUSTRIAL - CEAD SIMON BOLIVAR

CARTAGENA – BOLIVAR

2. Búsqueda de información y planteamiento de definiciones básicas.

Sistema: Conjunto de elementos interrelacionados entre sí que tienen funciones

específicas encaminadas a un determinado fin o propósito, un sistema

termodinámico es cualquier región o porción de materia que se quiera estudiar o

analizar desde el punto de vista energético.

Alrededor: Todo lo que se encuentra fuera del sistema y tenga alguna relación

con él se le denomina ambiente, entorno o alrededores.

Proceso: conjunto de cambio de estados que conducen a un sistema determinado

desde unas condiciones iniciales, “estado inicial” hasta unas condiciones finales,

“estado final”.

Energía interna: En física, la energía interna (U) de un sistema intenta ser un

reflejo de la energía a escala macroscópica. Más concretamente, es la suma de:

la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de

las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de

la energía potencial interna, que es la energía potencial asociada a las

interacciones entre estas individualidades.1

La energía interna no incluye la energía cinética traslacional o rotacional del sistema

como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por

su localización en un campo gravitacional o electrostático externo.

Calor. (Concepto general, calor sensible, calor latente): la energía transferida

entre dos sistemas debida a la diferencia de temperatura es el calor. El calor es una

forma particular de energía en transición que se identifica solo cuando cruza las

paredes del sistema que se encuentra temperatura diferente de otro sistema o de

los alrededores.

Trabajo. (¿Cuándo se considera positivo o negativo?): forma particular de

energía que corresponda a una magnitud escalar definida como el producto punto

de dos magnitudes vectoriales: fuerza y el desplazamiento en la misma dirección de

la fuerza, Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajo es

positivo Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es

negativo.

Entalpía: es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya

variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema

termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.

Entropía: la entropía (simbolizada como S) es una magnitud física que, mediante

cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para

producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en

un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.

La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos.

Proceso isobárico: Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que

ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso,

queda expresada como sigue:

,

Donde:

= Calor transferido.

= Energía interna.

= Presión.

= Volumen.

En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.

Proceso isotérmico: Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al

cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a

temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas

ideal puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema

de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro

sistema se conoce como foco calórico. De esta manera, el calor se transfiere muy

lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía

interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante

en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por

el gas: Q = W.

Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores

sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las

isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son

hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.

Proceso isocórico: también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es

un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; .

Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se

define como:

, donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por

el sistema).

En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical.

Ciclo termodinámico: Se denomina ciclo termodinámico a cualquier serie de procesos

termodinámicos tales que, al transcurso de todos ellos, el sistema regresa a su estado inicial;

es decir , que la variación de las magnitudes termodinámicas propias del sistema sea nula.

Ley cero de la termodinámica: establece que si dos cuerpos se encuentran en

equilibrio térmico con un tercero, los dos se encontraran en equilibrio térmico entre

sí. Este enunciado tan simple y obvio es uno de los pilares fundamentales de la

termodinámica ya que permite establecer una definición para la temperatura. Así

entonces, la propiedad común de todos los sistemas que se encuentren en

equilibrio térmico es la temperatura.

Ta=Tb=Tc

Primer principio de la termodinámica: La variación de energía de un sistema

termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la

cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.

En su forma matemática más sencilla se puede escribir para cualquier sistema

cerrado:

Donde:

Es la variación de energía del sistema, es el calor intercambiado por el

sistema a través de unas paredes bien definidas, y es el trabajo intercambiado

por el sistema a sus alrededores.

Véase también: Criterio de signos termodinámico

Segundo principio de la termodinámica: El segundo principio de la

termodinámica dictamina que la materia y la energía no se pueden crear ni destruir,

sino que se transforman, y establece el sentido en el que se produce dicha

transformación. Sin embargo, el punto capital del segundo principio es que, como

ocurre con toda la teoría termodinámica, se refiere única y exclusivamente a estados

de equilibrio. Toda definición, corolario o concepto que de él se extraiga sólo podrá

aplicarse a estados de equilibrio, por lo que, formalmente, parámetros tales como la

temperatura o la propia entropía quedarán definidos únicamente para estados de

equilibrio.

2. Para cada uno de los equipos se debe indagar y describir de forma general su

funcionamiento y utilidad industrial. La descripción se debe hacer en un párrafo

para cada uno, por lo que el estudiante debe sintetizar la información.

Compresor: Un compresor es una máquina de fluido que está construida para

aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal

como gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio

de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor

es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo,

aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a

diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas

térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable

de densidad y, generalmente, también de temperatura; a diferencia de

los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos compresibles, pero no

aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

Caldera: Las calderas son recipientes que trabajan a presión por medio de la

transferencia de calor constante, en la cual los líquidos calientan y cambia de

estado. Hay dos tipos de calderas las pirotubulares son las que el líquido se

encuentra en un recipiente y es atravesado por tubos por los cuales circulan gases

de alta temperatura producto de un proceso de combustión el otro tipo de caldera

se llama aguatubulares son aquellas en las que le fluido de trabajo se desplaza a

través de tubos durante su calentamiento. Las calderas tienen una gran aplicación

en la industria ya que de ella depende muchos productos como hospitales que las

utilizan para esterilizar los instrumentos médicos, también en las petroleras para

calentar los petróleos pesados para mejorar su fluidez, en alimentos, lavanderías,

textiles etc. El agua utilizada en calderas de agua caliente y de vapor (para producir

éste), necesita normalmente de un tratamiento previo de descalcificación, etc. para

preservar la vida de la caldera en la que se usen, además de, en ocasiones, purgas

continuas de lodos y espumas que el proceso genera, lo que deriva en pérdidas de

energía. Por otra parte, suele estar a disposición de los usuarios con facilidad y en

abundancia. Toda caldera estará equipada con uno o más tubos de desagüe,

comunicados con el punto más bajo de la caldera y destinados a las purgas y

extracciones sistemáticas de lodos.

Turbina: Motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una

corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de la turbina es la rueda

o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos colocados alrededor de su

circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza

tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere

a través de un eje para proporcionar el movimiento de una máquina, un compresor,

un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas

o de agua, turbinas de vapor y turbinas de combustión. Hoy la mayor parte de la

energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas.

Los molinos de viento que producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento.

Intercambiador de calor: es un equipo que se utiliza para enfriar un fluido que está

más caliente de lo deseado, transfiriendo este calor a otro fluido que esta frio y

necesita ser calentado. La transferencia de calor se realiza a través de una pared

metálica o de un tubo que separa ambos fluidos.

Bomba centrifuga: son equipos para bombear fluidos corrosivos y no corrosivos a

una eficiencia hidráulica máxima. Es aquella máquina que incrementa la energía de

velocidad del fluido mediante un elemento rotante, aprovechando la acción de la

fuerza centrífuga, y transformándola a energía potencial a consecuencia del cambio

de sección transversal por donde circula el fluido en la parte estática, la cual tiene

forma de voluta y/o difusor.

Motor Diésel: es un motor térmico que tiene combustión interna alternativa que se

produce por el autoencendido del combustible debido a altas temperaturas

derivadas de la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio

del ciclo del diésel. Se diferencia del motor de gasolina en usar gasóleo como

combustible. Ha sido uno de los más utilizados desde su creación.

BIBLIOGRAFÍA

MODULO: ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL

CURSO: 201015 – TERMODINÁMICA