Termo Libreta

  • Published on
    26-Jun-2015

  • View
    332

  • Download
    10

Embed Size (px)

Transcript

<p>Tarea: 1.- Que se entiende por termodinmica? La termodinmica se puede definir como la ciencia de la energa. La energa se puede considerar como la capacidad para causar cambios El trmino termodinmica proviene de las palabras griegas therme (calor) y dynamis (fuerza), lo cual corresponde a lo ms descriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor en energa. En la actualidad, el concepto se interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de energa y sus transformaciones, incluida la generacin de potencia, la refrigeracin y las relaciones entre las propiedades de la materia. 2.- En cuntas partes se divide para su estudio? -Para su estudio se divide en dos partes 1.- Termodinmica clsica.- Se aplica un estudio macroscpico de la sustancia, no se requiere conocer el comportamiento individual de cada partcula. Proporciona una manera fcil y directa de resolver problemas de ingeniera. 2.- Termodinmica Estadstica.- Estudia las sustancias desde el punto de vista macroscpico y molecular, este es un enfoque ms elaborado con base al comportamiento promedio de grandes grupos de partculas, su estudio se basa en la mecnica cuntica y la mecnica estadstica. 3.- Qu es una maquina de movimiento perpetuo de primera y segunda clase? Se ha expresado varias veces que un proceso no se puede llevar a cabo ha menos que cumpla con las leyes primera y segunda de la termodinmica. Cualquier dispositivo que viola alguna de las dos leyes se llama maquina de movimiento perpetuo y, a pesar de numerosos intentos, no se sabe de alguna maquina de este tipo que haya funcionado. Pero esto no ha impedido que los inventores intenten crear nuevas. Un dispositivo que viola la primera ley de la termodinmica (al crear energa) se llama maquina de movimiento perpetuo de primera clase (mmp1). un dispositivo que viola la segunda ley de la termodinmica se llama maquina de movimiento perpetuo de segunda clase (mmp2).</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>BIBLIOGRAFA 1.- Termodinmica Cegel y Boles Mc Graw-Hill 2.- Termodinmica Sontay and Bonghokke Limusa 3.- Termodinmica Kennet Wark Mc- Graw-Hill 4.- Termodinmica Jose A. Manrriquez Harvard 5.- Termodinamica Virgil L. Fairest Mac-Milan 6.- Termodinamica Van Ness Mc Graw-Hill Sharp. 7.- Fisico-Quimica Maroll-Plotton 8.- Termodinamica Sanchez Flores Alfredo Apuntes IPN Esime</p> <p>2</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>9.- Termodinamica Kerlly Mir 10.- Turbomaquinas Termicas Claudio Matax Limusa</p> <p>EVALUACIN 1.- Asistencia------------------------------20% 2.- Participacin--------------------------20% 3.- Exposicin------------------------------10% 4.- Trabajo----------------------------------10% 5.- Examen Departamental----------30%</p> <p>Problema La acetona hierve a 56.5C el nitrgeno hierve a -196C exprese la diferencia entre estas dos temperaturas en R. Datos T1= 56.5C T2= -196C R= (C+273.15)*1.8 T1= (56.5+273.15)*1.8= 593.37R T2= (-196+273.15)*1.8= 138.87R (593.37R-138.87R)=3</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Respuesta: 454.5R Convertir las temperaturas que se piden y llenar los espacios correspondientes C 3060 1871 4150.18333 3 4726.85 3315.18333 3 2428.88888 9 -50 F 5540 3399.8 7502.33 8540.33 5999.33 4404 -58 R 5999.67 3859.47 7962 9000 6459 4863.67 401.67 K 3333.14 2144.15 4423.333333 5000 3588.333333 2702.038889 223.14</p> <p>EJERCICIO. Determinar las presiones baromtricas normal en los sig. Sistemas de unidades. ESTADO ACAPULCO VERACRUZ SALTILLO CHIHUAHUA CD DE MXICO GUADALAJARA TOLUCA CUERNAVACA ALTURA (m) 3m 16m 1609m 1423m 2240m 1589m 2655m 1538m Bar 1.012 1.011 0.819 0.842 0.744 0.822 0.694 0.828 PRESIN mmHg kgf/m lb/plg 759.06 758.31 614.3 631.55 558.04 616.55 520.54 621.05 1.0316 1.0306 0.834 0.857 0.757 0.837 0.706 0.843 14.677 14.663 11.87 12.2 10.771 11.91 10.05 12 atm 0.997 0.996 0.806 0.829 0.732 0.809 0.683 0.8154</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>PUEBLA MRIDA MONTERREY</p> <p>2150m 22m 532m</p> <p>0.754 0.01 0.949</p> <p>565.54 757.56 711.8</p> <p>0.768 1.028 0.96</p> <p>10.93 14.63 13.66</p> <p>0.742 0.994 0.928</p> <p>Presin atmosfrica estndar. 1atm=101.325 KPa. 1atm= 1.0135 bar. 1atm= 14.696 psia 1atm= 760 mmHg 1atm= 0.03323 Kgf/cm Para hacer el clculo de las presiones se utilizo la sig. Formula</p> <p>Donde:</p> <p>Termodinmica. Introduccin y Generalidades o = Therme = Calor = Dynamis = Fuerza Etimolgicamente el vocablo termodinmica proviene de las races por consiguiente significa estudio de la fuerza que produce calor o simplemente Ciencia del Calor</p> <p>Fsica Clsica</p> <p>Mecnica Electromagntica Termodinmica ptica Acstica</p> <p>(Movimiento) (Carga) (Calor) (Luz) (Sonido)5</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Hogar Plancha Boiler Refrigerador Computadora Hoya Express Horno</p> <p>Industria Turbina Aire Acondicionado Caldera Transformacin de Calor Horno Compresor</p> <p>I, P Newton F, W Joule T, E Watt P</p> <p>Problema</p> <p>Determinar el tiempo requerido para llenar una cisterna de agua de 25m de largo, 10m de ancho y 150cm de profundidad si se alimenta con una tubera de 75mm de dimetro y una velocidad del agua de 18 Km/h. As mismo determinar el flujo volumtrico, msico y ponderal. *Datos =?6</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>=? v=? t=? v=18Km/h Dimetro tubera= 75mm</p> <p>t= volumen / v</p> <p>7</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Problema Convertir 500RPM a rad/seg. 1rev= 2 rad 1min= 60 seg.</p> <p>Problema Convertir 2500 rad/seg a rev/min 1rev= 2 rad 1min= 60 seg.</p> <p>8</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Problema</p> <p>Determinar la temperatura en la cual tanto la escala de C como F marca la misma lectura: a) b) Del mismo signo De signo contrario</p> <p>Problema Determinar las expresiones para convertir el v de una sustancia a:a) b)</p> <p>m w</p> <p>9</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Peso especifico</p> <p>PRESIONES Presin Hidrosttica10</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Un fluido pesa y ejerce presin sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en l. Esta presin llamada presin hidrosttica, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido. Sin importar la orientacin que adopten las caras. Si el lquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serian necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presin depende de la necesidad del fluido en cuestin y de la altura a la que este sumergido el cuerpo y se calcula mediante la sig. Expresin.</p> <p>Donde: P= presin hidrosttica</p> <p>g= aceleracin de la gravedad h= altura del fluido Po= presin atmosfrica</p> <p>Presin Manomtrica</p> <p>Se llama presin manomtrica a la diferencia entre la presin absoluta o real y la presin atmosfrica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presin es superior a la presin atmosfrica.</p> <p>Muchos aparatos empleados para la medida de las presiones utilizan la presin atmosfrica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presin real o absoluta y la presin atmosfrica, llamndose a este valor presin manomtrica.</p> <p>Pman = Pabs-Patm (para presiones superiores a la presin atm) Pvacio = Patm-Pabs (para presiones inferiores a la presin atm)11</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Presin Absoluta</p> <p>Es la presin de un fluido medido con frecuencia al vacio perfecto a cero absolutos. La presin absoluta es cero nicamente cuando no existe choque entre las molculas lo que indica que la proporcin de molculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequea. Este trmino se cre debido a que la presin atmosfrica vara con la altitud y chas veces los diseos se hacen en otros pases a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que el termino absoluto unifica criterios. Pabs = Pman + 1atm.</p> <p>Densidad Absoluta</p> <p>La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relacin entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el sistema internacional es el kilogramo por metro cubico ( ) aunque frecuentemente se expresa en ( ). La densidad es una magnitud intensiva</p> <p>Donde:</p> <p>m= masa v= volumen del determinado cuerpo</p> <p>Densidad Relativa</p> <p>12</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>La densidad relativa de un sustancia es la relacin existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia, en consecuencia es una magnitud adimensional.</p> <p>Donde:</p> <p>Peso Especfico</p> <p>El peso especfico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porcin de material entre el volumen que este ocupa. Sistema Tcnico su unidad es el Kilopondio por metro cubico ( SI sus unidades son el Newton por metro cubico ( ) )</p> <p>Donde:</p> <p>P= peso V= volumen13</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>m= masa g= aceleracin de la gravedad</p> <p>Gravedad Especfica</p> <p>La gravedad especfica est definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centgrados. Se representa la gravedad especfica por Gs y tambin se puede calcular utilizando cualquier relacin de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volmenes iguales de material y agua.</p> <p>Flujo Volumtrico.</p> <p>Representa la cantidad de volumen que atraviesa la superficie de control por unidad de tiempo.</p> <p>Flujo Msico</p> <p>14</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Gasto msico o flujo msico es en fsica la magnitud que expresa la variacin de la masa en el tiempo. Matemticamente es la diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinmicos, pues muchos de ellos (tuberas, toberas, turbinas, compresores, difusores, etc.) actan sobre un fluido que lo atraviesa.</p> <p>Donde:</p> <p>V= velocidad del fluido</p> <p>15</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Campos de Aplicacin de la Termodinmica Cualquier actividad en la naturaleza implica una entera accin entre materia y energa por ello es difcil imaginar un rea que no se relacione con la ciencia del calor y la energa, por tanto en desarrollo de una comprensin clara de los principios de la termodinmica siempre ha sido parte esencial en la formacin del Ing. Mecnico en cualquier pas del mundo. La termodinmica interviene prcticamente en todos los campos de la tecnologa e Ingeniera adems de otros aspectos de la vida cotidiana y honesta Dentro de dichos campos de aplicacin se distinguen los siguientesMotor de Combustin Interna Turbina de Gas Turbina de Vapor Refrigeracin Calefaccin Motores de Reaccin Cohetes Centrales Termoelectricas</p> <p>Campos de Aplicacin de la Termodinmica</p> <p>De hecho no se requiere ir a ningn lado para apreciar las verdades de la termodinmica para el desarrollo social ya que el mismo cuerpo humano y los espacios donde habitamos son un extraordinario laboratorio de termodinmica.16</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Refrigerador Olla exprs</p> <p>Aparatos Domsticos Basados en Termodinmica Problema</p> <p>Calentador Estufa Ropa</p> <p>Una manguera de jardn con tobera incluida se emplea para llenar 1 cubo de 10 galones de capacidad. El dinterior= 2cm y se reduce a 0.8cm en la salida de la tobera si se requiere 50seg. Para llenar dicho cubo con agua determinar:a) b) c)</p> <p>v m w la velocidad media hacer un dibujo del sistema</p> <p>d) e)</p> <p>1litro = 1kilo</p> <p>17</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>*Primero calculamos la velocidad cuando el dimetro es igual a 2cm</p> <p>*Ahora calculamos la velocidad cuando el dimetro= 0.8cm</p> <p>18</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Problema</p> <p>Convertir 750 litros/min a:a) b) c)</p> <p>-1galon= 3.785L -1h= 60min</p> <p>1m = 100cm19</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Problema Calcular el valor de x en la siguiente funcin</p> <p>*Utilizando los datos de la ciudad de Mxico tenemos:</p> <p>Donde:</p> <p>20</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>Resumen De Las Leyes De La Termodinmica</p> <p>Definicin de termodinmica La termodinmica (del griego o-, termo, que significa "calor"1 y , dinmico, que significa "fuerza")2 es una rama de la fsica que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscpico. Los cambios estudiados son los de temperatura, presin y volumen, aunque tambin estudia cambios en otras magnitudes, tales como la imanacin, el potencial qumico, la fuerza electromotriz y el estudio de los medios continuos en general. Tambin podemos decir que la termodinmica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energa trmica entre sistemas trmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energa en trnsito" y dinmica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinmica estudia la circulacin de la energa y cmo la energa infunde movimiento. Histricamente, la termodinmica se desarroll a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras mquinas de vapor. 1. Ley cero de la termodinmica</p> <p>Este principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura emprica , que es comn para todos los estados de equilibrio termodinmico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Tiene tremenda importancia experimental pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema pero no resulta tan importante en el marco terico de la termodinmica. El equilibrio termodinmico de un sistema se define como la condicin del mismo en el cual las variables empricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presin, volumen, campo elctrico, polarizacin, magnetizacin, tensin lineal, tensin superficial, coordenadas en el plano x,21</p> <p>LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN</p> <p>5MV1</p> <p>y) no son dependientes del tiempo. El tiempo es un parmetro cintico, asociado a nivel microscpico; el cual a su vez esta dentro de la fsico-qumica y no es parmetro debido a que a la termodinmica solo le interesa trabajar con un tiempo inicial y otro final. A dichas variables empricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas trmicas y dinmicas del sistema. Este principio fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta despus de haberse enunciado las otras tres leyes. De ah que recibiese el nombre de principio cero. Cuando 2 sistemas estn en equilibrio mutuo comparten una determinada propiedad. Esta propiedad se puede medir y se le puede asignar un valor numrico definido. Una consecuencia de ese hecho es el Principio cero de la termodinmica, que afirma que si dos sistemas distintos estn en equilibrio trmico con un tercero tambin se encuentra en equilibrio trmico entre s. Esta propiedad compartida en equilibrio es lo que llamamos temperatura.</p> <p>2.</p> <p>1ra Ley de la Termodinmica</p> <p>Tambin conocida como principio de conservacin de la energa para la termodinmica en realidad el primer principio dice ms que una ley de conservacin, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien ste intercambia calor con otro, la energa interna del sistema cambiar. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energa necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energa interna. Fue propuesta por Nicolas Lonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del f...</p>