Upload
elikar-kmjo
View
15
Download
6
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Unidad_I_termodinamica
Citation preview
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
La termodinmica aparece como ciencia hasta la construccin de la maquina de
vapor en Inglaterra, por Thomas Savery en 1697.
Aspectos histricos
La primera y segunda ley de la termodinmica fueron postulados simultneos en la
dcada de 1850, por los trabajos de William Rankine, Rudolph Clausius, Lord Kelvin,
entre otros
El trmino de termodinmica es utilizado por primera vez en 1849 por Lord Kelvin,.
TERMODINAMICA 2013
Concepto de Termodinmica
La palabra termodinmica proviene de los vocablos Thermos (calor) y dynamis (potencia).
Se puede interpretar literalmente como la potencia obtenida a partir del calor.
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
Cilindro de motor
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
Planta de potencia de vapor.( Planta termoelectrica)
Lenguaje (trminos y conceptos basicos relacionados)
Simbologa ( Nomenclatura)
Herramientas(tablas, grficos, ecuaciones)
TERMODINAMICA 2013
Contenido Unidad I.
.-Concepto de termodinmica.
.-Leyes de la termodinmica.
.-Concepto de sistema. Sistemas termodinmicos. Tipos de sistemas.
.-Propiedades. Tipos de propiedades .
.-Ejemplos de propiedades termodinmicas.
.-Proceso. Tipos de procesos.
.-Sustancia pura. Conceptos bsicos.
.-Cambios de fase de las sustancias puras. Propiedades de las fases.
.-Diagramas T-v, P-v . Ecuaciones relacionadas
.-Tablas de propiedades termodinmicas. Uso de las tablas.
.- Interpolacin y Extrapolacin lineal.
TERMODINAMICA 2013
Variables Termodinmicas
ENERGA, palabra griega que significa fuerza en accin, o capacidad para producir trabajo, es el termino (la variable) principal de la Termodinmica.
La TERMODINMICA es la Ciencia que estudia la conversin de unas formas de energas en otras.
TERMODINAMICA 2013
Leyes o principios de la de la termodinmica.
Primera ley. (conservacin de la energa) : define el concepto de energa como magnitud conservativa
Segunda ley.(sentido o direccin de las cosas) : una medida de la direccin de los procesos.
Ley Cero. ( equilibrio trmico) : permite definir la temperatura como una propiedad.
Tercera ley. (imposibilidad de alcanzar el cero absoluto) : postula algunas propiedades en el cero absoluto de temperatura.
TERMODINAMICA 2013
Objetivo de la Termodinmica
Estudiar el almacenamiento, la transformacin, la transferencia de energa y las propiedades de las sustancia asociadas a ella.
En su sentido etimolgico, se trata del calor y del trabajo, pero por extensin, tambin trata a todas aquellas propiedades de las sustancias que guardan relacin con el calor y el trabajo.
TERMODINAMICA 2013
Cambio en
Propiedades de la
sustancia
Almacenamiento, Transformacin,
Transferencia de
Energa
Almacenamiento, Transformacin y Transferencia de Energa
TERMODINAMICA 2013
Concepto de Energa
Es la capacidad de producir un trabajo
Es la capacidad de transformar algo con desprendimiento o absorcin de calor
TERMODINAMICA 2013
Formas de Energa
2.-Energa en Transito.
1.- Energa del sistema
Microscpica
MacroscpicaEnerga
Potencial
Energa cintica
Calor
Energa Interna
Trabajo
TERMODINAMICA 2013
1.-Energas del sistema:
Macroscpicas:
Energa cintica: es la debida al movimiento del sistema con respecto a un marco de referencia.
donde m = masa
v = velocidad
Energa potencial: es la debida a la posicin del sistema con respecto a un plano de referencia.
donde m = masa, z = altura de referencia,
g = aceleracin de gravedad
EC = mv2
, 2
EP = m g z
TERMODINAMICA 2013
Microscpicas
Energa interna:
Se relaciona con la estructura molecular del sistema y el grado de su actividad molecular,
Se manifiesta por la capacidad de la molcula de absorber energa aumentando su temperatura.
Es independiente de los marcos de referencia externos.
U
TERMODINAMICA 2013
Energa interna: U
Representada por la suma de todas
las energas
microcspicas de
un sistema.
Representadas por
las diversas formas de energa
molecular.
-Energa sensible
Energa cintica de traslacin,
rotacin y vibracin de las
molculas, es directamente proporcional a la temperatura.
Energa latente
Energa asociada a la atraccin
entre las molculas, las fuerzas
que unen a las molculas entre si, esta asociada con la fase o
cambios de fase.
- Energa Qumica o de enlace. Energa necesaria para que en
una reaccin qumica se rompan
algunos enlaces y se forman
otros.
TERMODINAMICA 2013
2.-Energas en transito:
Calor Q :
Energa calorfica o cantidad de calor transferida que fluye como resultado de una diferencia de temperatura entre el sistema y los alrededores, fluyendo siempre DE MAYOR A MENOR temperatura.
TERMODINAMICA 2013
2.-Energas en transito:
TrabajoW:
Energa producto de la fuerza por el movimiento en la misma direccin producido por el sistema o sobre el sistema.
TERMODINAMICA 2013
Unidades de Energa
Sistema mtrico
(KJ)
(J)
(Cal)
Sistema Ingles
Btu
En su forma especifica:
(KJ/Kg)
(J/Kg)
(Cal/Kg)
(Btu/Lbm)
TERMODINAMICA 2013
Unidades
TERMODINAMICA 2013
Sistema termodinmico
Conceptos bsicos
Sistema: es una cantidad de materia o una regin en el espacio elegida para su estudio.
Esta conformado por los alrededores y la frontera.
Tipos de sistemasLos sistemas se clasifican segn cmo sea la pared que los separa del entorno. En funcin
de sus paredes o lmites, un sistema puede ser:
Cerrado: es una regin de masa constante. A travs de sus lmites slo se permite la transferencia de energa, pero no de materia.
Abierto: en un sistema abierto es posible la transferencia de masa y de energa atravs de sus lmites; la masa contenida en l no es necesariamente constante.
Rgido: no permiten el cambio de volumen.
. Movil: permiten el cambio de volumen.
Adiabtico: una pared adiabtica es aquella que slo permite interacciones en formade trabajo entre el sistema y su entorno.
Aislado: un sistema aislado no puede transferir materia ni energa con su entorno.
TERMODINAMICA 2013
Concepto de sistema.
Alrededor : es la masa o regin fuera del sistema.
Frontera: es la superficie real o imaginaria que separa al sistema de su alrededor.
Sistema (Sustancia)
Alrededores
frontera
TERMODINAMICA 2013
Sistema cerrado: la masa no puede atravesar los limites del sistema.
Sistema abierto: la masa atraviesa los limites del sistema.
Sistema adiabtico: el calor no fluye a travs de los limites del sistema
Sistema aislado: el sistema no intercambia materia, ni calor, ni trabajo con los alrededores.
Tipos de sistemas.
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo de SISTEMA CERRADO de paredes rgidas (mantienen constante su materia y su volumen)
Sistema
(representado por la
sustancia )
TERMODINAMICA 2013
-La frontera del sistema es fija o es mvil.
-Un sistema cerrado ( masa de control)
Sustancia1kg
1m350 C
Frontera mvil
Frontera fija
Sustancia
1kg
2m3 100 C
Calor Q
Ejemplo: Pistn (cilindro + embolo)
Ejemplo : Sistema cerrado de pared mvil
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo : Pistn ( cilindro + embolo)
TERMODINAMICA 2013
Pistn
TERMODINAMICA 2013
SISTEMA ABIERTO O CONTINUO...es aquel que intercambia materia y energa con sus alrededores
Materiasale
Volumen decontrol
Q W
Sustancia Materiaentra
TERMODINAMICA 2013
SISTEMA AISLADO...es aquel que no intercambia ni materia ni energa con sus alrededores
hieloAislante
No entra ni sale calorQ=0
No hay trabajohecho por o sobre el sistema
W=0
No hay cambios en la materia Sustancia
TERMODINAMICA 2013
PROPIEDAD
Propiedad es cualquier magnitud fsica evaluable de un sistema.
TERMODINAMICA 2013
Propiedades o variables de estado de un sistema termodinmico.
Presin (P)
Volumen (V)
Temperatura (T)
las cuales se conocen como variables de estado y se pueden relacionar mediante ecuaciones matemticas, graficas y tablas
TERMODINAMICA 2013
TIPOS DE PROPIEDADES
Propiedades.
Extensivas Intensiva.
TERMODINAMICA 2013
TIPOS DE PROPIEDADES
Propiedades.
Extensivas Intensiva.
Dependen de la cantidad y tamao del sistema
No dependen de la cantidad y tamao del sistema
Temperatura, presin .
Masa, Volumen Entalpa, Energia
TERMODINAMICA 2013
TIPOS DE PROPIEDADES
Propiedades.
Cuando la propiedad extensiva se divide entre la cantidad de masa o moles se llama especifica
Propiedad especifica
Energa cintica especifica, energa interna especifica, volumen especifico, etc..
TERMODINAMICA 2013
Entalpa = HSe ha definido el termino entalpa como la cantidad de energa del sistema (sustancia) incluyendo la energa
interna y la energa producida por el cambio de volumen y presin.
H = U + PV
En su forma especifica
h = u + Pv
TERMODINAMICA 2013
v = 1/
Propiedades expresadas en su forma especifica
ep = Ep / mepEnerga Potencial especificaec = Ec / mecEnerga Cintica especifica
h = H / mhEntalpa especificaw = W / mwTrabajo especificoq = Q / mqCalor especifico
u = U / muEnerga Interna especificav = V / mvVolumen especifico
ExpresinSmboloVariable
Un sistema termodinmico (sustancia )
queda determinado mediante los
valores de sus propiedades.
El hecho de que dichas propiedades
se alteren o cambien, es debido al
efecto de algn tipo de transferencia
de energa
El conjunto de las propiedades en
equilibrio, de un sistema en un
momento dado, determina el
Estado del sistema
Si las propiedades cambian, es decir si
hay un desequilibrio, cambia el estado
del sistema.
TERMODINAMICA 2013
M = 2 kg
T = 300 C
V = 2 m3
M = 1 kg
T = 400 C
V = 1,5 m3
ESTADO 1 ESTADO 2
Ejemplo de desequilibrio en un sistema
Equilibrio: un sistema esta en equilibrio cuando las propiedades
que lo definen no sufren cambio con el tiempo ni el espacio .
Existen varias condiciones de equilibrio que se pueden presentar.
Por ejemplo se puede tener equilibrio termico, quimico, entre otros.
SUSTANCIA PURA.
SUTANCIA PURA
Se considera una sustancia pura aquella que mantiene la misma composicin qumica en todos las estados.
Una sustancia pura puede estar conformada por mas de un elementoqumico ya que lo importante es la homogeneidad de la sustancia.
El aire se considera como una sustancia pura mientras se mantenga en su fase gaseosa, ya que el aire est conformado por diversos elementos que tienen diferentes temperaturas de condensacin a una presin especfica por lo cual al estar en fase lquido cambia la composicin respecto a la del aire en fase gaseosa.
Ejemplos de sustancias puras son: el agua, el nitrgeno, el helio y el dixido de carbono.
Las sustancias puras pueden ser compresibles o incompresibles (aquellas que no cambian de densidad)
TERMODINAMICA 2013
Proceso .
Cualquier cambio que experimente un sistema de un estado de equilibrio a otro se denomina Proceso.
La serie de estados por la cual pasa un sistema durante un proceso recibe el nombre de Trayectoria del proceso.
TERMODINAMICA 2013
Propiedad A
Propiedad B
Estado 1
Estado 2
Curva del proceso
TERMODINAMICA 2013
Estado 1
Estado 2
Curva del proceso
Sustancia
Sistema
TERMODINAMICA 2013
Tipos de procesos Considerando las propiedades termodinmicas temperatura,
volumen especifico y presin como coordenadas, del diagrama, se puede visualizar el proceso.
Dependiendo del comportamiento de dichas variables los procesos pueden ser: isotrmicos, isobaricos e isocoricos.
Isotrmico :la temperatura permanece constante durante el proceso.
Isobarico :la presin permanece constante durante el proceso.
Isocorico :el volumen especifico permanece constante durante el proceso.
Ciclicos: un sistema se somete a un ciclo si al termino del proceso regresa a su estado inicial.
TERMODINAMICA 2013
Manejo de las propiedades termodinmicas
En ingeniera las propiedades termodinmicas de los fluidos de inters tcnico ( el agua, los fluidos refrigerantes y algunos gases) suelen obtenerse de varias formas.
Hay tres formas usuales de conocer y analizar estas propiedades:
1.-Figuras y diagramas termodinmicos.
2.-Tablas de propiedades.
3.-Correlaciones y ecuaciones.
Ejemplos de Diagramas termodinmicos
Diagramas de Mollier
Los diagramas de Mollier se utilizan rutinariamente para visualizar las trayectorias y los ciclos de funcionamiento de sistemas termodinmicos y las variables termodinmicas
Diagramas termodinamicos
TERMODINAMICA 2013
Es la representacin grafica de las tres
variables P,v,T en el espacio.
Da como resultado una superficie en tres
dimensiones , que recibe el nombre de superficie P- vvvv -T del sistema.
Se identifican las diferentes fases de la
sustancia en estudio.
1.-Diagrama termodinmico.
TERMODINAMICA 2013
Diagramas de las fases de una sustancia pura.
TERMODINAMICA 2013
Diagramas de las fases de una sustancia pura.
Por lo complejo del diagrama usualmente se utilizan las proyecciones de dos variables a la vez ej:
P-T, P- v, T- v
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
VAPOR
DIAGRAMA P -T DE UNA SUSTANCIA PURA
Punto critico
P
T
Punto triple
SLIDOLIQUIDO
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo de diagrama de las fases. (sustancia agua)
Diagrama de las fases para el agua P-T
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
Diagrama P-v
TERMODINAMICA 2013
Diagrama P-v
TERMODINAMICA 2013
Diagrama P-v
TERMODINAMICA 2013
Diagrama T-v
TERMODINAMICA 2013
Nomenclatura de las propiedades en la regin de saturacin.
El subndice f se emplea para denotar propiedades de liquido saturado.
El subndice g se emplea para denotar propiedades de vapor saturado.
El subndice fg se emplea para denotar diferencias entre los valores de vapor saturado y liquido saturado.
vf = volumen especfico de la fase lquida
vg= volumen especfico de la fase vapor
vfg= vg vf
De modo que
TERMODINAMICA 2013
Mezclas saturadas liquido - vapor
Mezclas y calidad
Una mezcla es en parte lquido saturado y parte vapor saturado. Se pueden calcular las propiedades de la mezcla
si se conoce cunto de cada fase est presente. Esto se
expresa por la calidad (x) de la mezcla, que es la fraccin de masa de vapor.
x = masa de vapor / masa de la mezcla
Si slo est presente vapor saturado, x = 1.
Si slo est presente lquido saturado, x = 0.
Si ambas fases estn presentes 0 < x < 1.
Sobre un diagrama T-v o P-v, x es la fraccin de distancia
cruzada en el domo desde lquido saturado hacia vapor
saturado.
TERMODINAMICA 2013
La calidad (fraccin masica del vapor)
Es la relacin entre la masa de vapor y la masa total de la mezcla saturada liquido - vapor.
x = m g
mt
Formulas para la zona de mezclas saturadas liquido - vapor
TERMODINAMICA 2013
V = Vf + Vg
V = m v
m = mf + mg
V f = m f v f V g = m g v g
Donde V es el volumen total del sistemaDonde Vf es el volumen total fase liquidaDonde Vg es el volumen total fase vapor
Donde m es masa total del sistemaDonde mf es la masa total fase liquidaDonde mg es la masa total fase vapor
Expresado en base a las propiedades especificas
Formulas para la zona de mezclas saturadas liquido - vapor
TERMODINAMICA 2013
Si m = m f + m g
mv = (m mg)vf + mgvg
v = vf + xvfg
mf = m mg ( 1)Despejando mf queda
Si V = Vf + Vg En su forma especifica queda mv = mfvf + mgvg ( 2)
Sustituyendo 1 en 2 queda
Reagrupando y simplificando queda:
Volumen especifico total
(en la zona de mezcla de dos fases liquido + vapor)
TERMODINAMICA 2013
u = uf + xufg
h = hf + xhfg
De igual forma se deduce que en la zona de mezcla saturada :
TERMODINAMICA 2013
La mayora de las sustancias presentan relaciones muy complejas entre sus propiedades termodinmicas como para expresarse por medio de ecuaciones simples. Por este motivo se han recopilado y presentado en forma de tablas.
2.Tablas de propiedades , v,h,u = f(P,T)
Se utilizaran tres tipos de tablas de propiedades:
Tablas de saturacin para las propiedades de la regin bifsica (liquido vapor)(Con P y T dependientes)
Tablas de lquidos para las propiedades de la regin monofasica de liquido (subenfriado o comprimido)
(Con P y T independientes)
Tablas de sobrecalentado las propiedades de la regin monofasica de vapor (sobrecalentado)
(Con P y T independientes)
TERMODINAMICA 2013
TERMODINAMICA 2013
Agua saturada- tabla de presiones
Pres. sat. Temp. Sat. liquido sat. vap. Sat liquido sat. Evap. vap. Sat. liquido sat. Evap. vap. Sat.
MpaOC vf vg uf ufg ug hf hfg hg
0,100 99,63 0,001043 1,6940 417,36 2088,7 25,06,1 417,46 2258,0 2675,5
0,200 120,23 0,001061 0,8857 504,49 2025,0 2529,5 504,70 2201,9 2706,7
0,300 133,55 0,001073 0,6058 561,15 1982,4 2543,6 561,47 2163,8 2725,3
: : : : : : : : : :
0,500 151,86 0,001093 0,3749 639,68 1921,6 2561,2 640,23 2108,5 2748,7
Agua saturada- tabla de temperaturas
Temp. Sat. Pres. sat. liquido sat. vap. Sat liquido sat. Evap. vap. Sat. liquido sat. Evap. vap. Sat.OC Mpa vf vg uf ufg ug hf hfg hg
100 0,1014 0,001044 1,6729 418,94 2087,6 2506,5 419,04 2257,0 2676,1
150 0,4758 0,001091 0,3928 631,68 1927,9 2559,5 632,2 2114,3 2746,5
: : : : : : : : : :
Volumen especifico Energia interna Entalpa
m3/Kg. Kj/Kg. Kj/Kg.
m3/Kg. Kj/Kg. Kj/Kg.
Volumen especifico Energia interna Entalpa
TERMODINAMICA 2013
Agua saturada- tabla de temperaturas
Temp. Pres. sat. liquido sat. vap. Sat liquido sat. Evap. vap. Sat. liquido sat. Evap. vap. Sat.oF psia. vf vg uf ufg ug hf hfg hg
32 0,08866 0,016022 3302 0,00 1021,2 1021,2 0,01 1075,4 1075,4
70 0,3632 0,016051 867,7 38,09 995,6 1033,7 38,09 1054,0 1092,0
80 0,5073 0,016073 632,8 48,08 988,9 1037,0 48,09 1048,3 1096,4
90 0,6988 0,016099 467,7 58,07 982,2 1040,2 58,07 1042,7 1100,7
140 2,892 0,016293 122,88 107,95 948,2 1056,2 107,96 1014,0 1121,9
150 3,722 0,016343 96,99 117,95 941,3 1059,3 117,96 1008,1 1126,1
: : : : : : : : : : : : :
400 247,1 0,018638 1,8661 374,27 742,4 1116,6 375,12 826,8 1202,0
Agua saturada- tabla de presiones
Pres. sat. Temp. liquido sat. vap. Sat liquido sat. Evap. vap. Sat. liquido sat. Evap. vap. Sat.
psiaoF vf vg uf ufg ug hf hfg hg
14,696 211,99 0,016715 26,8 180,10 897,5 1077,6 180,15 970,4 1150,5
20 227,96 0,01683 20,09 196,19 885,8 1082,0 196,26 960,1 1156,4
50 281,03 0,017269 8,518 250,08 845,5 1095,6 250,24 924,2 1174,4
: : : : : : : : : : : : :
100 327,86 0,017736 4,434 298,28 807,5 1105,8 298,61 889,2 1187,8
Volumen especifico Energia interna Entalpa
pie3/lb. Btu/lb. Btu/lb.
Entalpa
Btu/lb.
Volumen especifico
pie3/lb.
Energia interna
Btu/lb.
TERMODINAMICA 2013
Tablas de agua sobrecalentada Tabla A-6E
Agua sobrecalentada Agua sobrecalentadaTemp.
oF Volumen especifico Energia interna Entalpa Temp.
oF Volumen especifico Energia interna Entalpa
pie3/lb. (v) Btu/lb. (u) Btu/lb. (h) pie
3/lb. (v) Btu/lb. (u) Btu/lb. (h)
240 28 1087,90 1164 240 20,09 1082,00 1156,4
280 29,69 1102,40 1183,1 280 21,73 1101,40 1181,8
: : : : : : : : : : : : : :
400 34,67 1145,60 1239,9 400 25,43 1145,10 1239,2
440 36,31 1160,10 1258,8 440 26,64 1159,60 1258,2
500 38,77 1181,80 1287,3 500 28,46 1181,50 1286,8
Agua sobrecalentada Agua sobrecalentadaTemp.
oC Volumen especifico Energia interna Entalpa Temp.
oC Volumen especifico Energia interna Entalpa
m3/lb. (v) Kj/Kg (u) Kj/Kg (h) m
3/lb. (v) Kj/Kg (u) Kj/Kg (h)
200 0,4249 2642,9 2855,4 200 0,3157 2567,40 2756,8
250 0,4744 2723,5 2960,7 250 0,352 2720,9 29,57,2
: : : : : : : : : : : : : :
400 0,6173 2963,2 3271,9 400 0,5137 2962,1 3270,3
P = 14,696 psia (211,99 oF) P = 20 psia (227,96 oF)
P = 0.5 MPa (151,86 0C) P = 0.6 MPa (158,85
0C)
TERMODINAMICA 2013
Tablas de propiedades Termodinmicas.
Ejemplo:
Se tiene un sistema cerrado que contiene vapor de agua sobrecalentado a una presin de P =20 psia, determinar su volumen especfico en pie3/lbm a 400 F .
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo:
Se tiene un tanque rgido que est totalmente lleno con 25 Kg. de agua liquida saturada a 90 C. Determine el Volumen(m3) y la presinen el tanque.
Tablas de propiedades Termodinmicas.
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo: Se tiene un dispositivo cilindro mbolo cerrado que contiene 5 pie3 de agua como vapor saturado a 50 psia de presin. Determine la temperatura (F) del vapor y la masa (lbm) dentro del cilindro.
Tablas de propiedades Termodinmicas.
TERMODINAMICA 2013
*Ejemplo:
Para un vapor de agua sobrecalentado a una presin de P=1.6 Mpa, calcular su energa interna especfica (en KJ/Kg) a 265C.
Tablas de propiedades Termodinmicas.
TERMODINAMICA 2013
INTERPOLACION LINEAL
Las mediciones de procesos experimentales, dan
origen a valores dependientes que corresponden
a valores de una o mas variables independientes.
Existen varias formas de interpolar entre puntos
tabulados (X, Y).
TERMODINAMICA 2013
INTERPOLACION LINEAL
Interpolacin lineal entre 2 puntos.
La ecuacin de una recta a travs de (X1,Y1) y (X2,Y2), en una grfica X vs. Y es:
Y= Y1 + (Y2-Y1)( X-X1)(X2-X1)
TERMODINAMICA 2013
Ejercicio:
1.-Determine la Energa interna especfica (Btu/lbm) del agua a 20 psia y 400 F.
Uso de Tablas de vapor.
TERMODINAMICA 2013
Ejercicio:
2.-Determine la Energa interna especfica (KJ/Kg) del agua a 150 C y 1,4504 psia.
Uso de Tablas de vapor.
TERMODINAMICA 2013
Ejercicio:
3.-Determine la temperatura (C) del vapor de agua si la presin es de 0,5 MPay h=2890 Kj/Kg.
Uso de Tablas de vapor.
TERMODINAMICA 2013
Usos de las tablas de vapor
Criterios
Condicin sobrecalentado
P dada, T> Tsat :
vvvv > vvvv g
h > h g
u > u g
Condicin subenfriado o comprimido
P dada, T < Tsat
vvvv < vvvv f
h < h fu < u f
Condicin de mezcla saturado
P o T dada:
v v v v f < v v v v < v v v v g
uf < u < ug
hf < h < hg
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo: Un tanque rgido contiene 12 Kg. de agua a 80 C. Si 8 Kg. del agua estn en forma lquida y el resto en vapor, determine a) La presin en el tanque b) El volumen del tanque.
Tablas de propiedades Termodinmicas.
TERMODINAMICA 2013
En la literatura no existen muchos datos, para liquido comprimido. El formato es muy similar al del vapor sobrecalentado.
Una de las razones por las que existen pocos datos es que sus propiedades son independientes de la presin ya que al aumentar 100 veces la presin las propiedades cambian solo en un en alrededor de uno por ciento.
Ante la falta de datos para el liquido comprimido, una aproximacin general consiste en tratarlo como liquido saturado a la temperatura dada.
Uso de Tablas de vapor.
TERMODINAMICA 2013
Determine la energia interna especifica del agua liquida comprimida a 80 C y 5 Mpausando:a) datos de la tabla de liquidocomprimido,b) datos de la tabla de liquidosaturado, c) cual es el error en el segundocaso?
TERMODINAMICA 2013
4.-un recipiente de 80 lit contiene 4 Kg. de Refrigerante 134 a una presin de 160 Kpa. Determine: a)La temperatura del refrigerante, b) La calidad, c)La entalpa, el volumen ocupado por la fase vapor.
Uso de Tablas de vapor
TERMODINAMICA 2013
Ejemplo: Determine las propiedades faltantes y las descripciones de
fase en la siguiente tabla para el agua:
Uso de Tablas de vapor
T (C) P (Kpa) u (Kj/Kg.). x Descripcion de la fase
200 0,6
125 1600
1000 2950
75 500
850 0
TERMODINAMICA 2013
Ejercicios sugeridos: capitulo 2
Cengel tomo I
2.25, a 2.48E
TERMODINAMICA 2013
Densidad . ()
Puede utilizarse como factor de conversin para relacionar la masa con
el volumen de una cantidad de esa sustancia.
Gravedad especifica ( o densidad relativa).
Es el cociente de la densidad de la sustancia ( ) entre la densidad de
una sustancia de referencia ( H2O) en condiciones especificas; por lo
tanto siendo la densidad del agua
a 4 0C de: 1 g/ cm3
1000 kg / m3
1Kg./lit
62,4 lb / pie 3
= m / V
r = / H20
TERMODINAMICA 2013
Punto ebullicin del agua
Punto congelacin del agua
212 oF 100 oC 373 oK
32 oF 0 oC 273 oK
Celsius Kelvin.
100 100180
Fahrenheit.Rankine
180
460 oR
32 oF
640 oR
Escala Celsius ( o centigrada) . Tf recibe un valor de 0 0C , y Te un valor de 100 0C . El cero absoluto en esta escala tiene un valor de -273.15 0C.
Escala Fahrenheit. Tf recibe un valor de 32 0F , y Te un valor de 212 0F . El cero absoluto en esta escala tiene un valor de -459.67 0F.
Las escalas Kelvin y Ranking se definen de tal modo que el cero absoluto tenga un valor de 0.
Temperatura. Medida de los sistemas que determina si estn en equilibrio trmico.
TERMODINAMICA 2013
Temperatura.
T(0F)=1.8 T(0C) + 32
T(0R)= 1.8T(K)
T(0R)= T(0F) + 460
T(0K)= T(0C) + 273