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Introducción y repaso de termodinámica - Coggle Diagram
Introducción y repaso de termodinámica
¿Cuál será el enfoque que deberá tener este curso?
Ingenieril
El ingeniero aplica las leyes y postulados desarrollados por los científicos con el propósito de diseñar equipo, controlar y modelar procesos.
Los ingenieros no tienen tiempo para experimentar, deben aplicar directamente sus conocimientos, que generalmente están fundamentados en idealidades.
Científico
Toma en cuenta todos los detalles teóricos y empíricos para fundamentar su investigación
Ejemplo: Aplica el concepto de reversibilidad en lo procesos, atracciones y repulsiones entre las moléculas, la fricción, gases y soluciones reales
El científico tiene tiempo para llevar a cabo su experimentación a detalle.
Algunos aspectos importantes contemplados en el curso
Se debe tomar en cuenta la fricción involucrada.
Queremos que ocurran ciertos cambios en las propiedades del sistema. ¿Cuáles serán las interacciones energéticas pertinentes para que ocurran dichos cambios?.
De varias alternativas de procesos, ¿Cuál será posible?¿cuál será el más eficiente?
¿Será posible que un proceso se lleve a cabo desde un estado termodinámico 1 hasta un estado 2?
Conocer los fundamentos, para la modelación y diseño de equipo, relacionados con procesos industriales reales de multicomponentes en varias fases (termodinámica de soluciones).
Ubicación de las energías en Termodinámica
El trabajo y calor son energías de la misma naturaleza (no están contenidos en el sistema, están en flujo) se requiere saber la trayectoria para poder calcularlas.
Por el experimento de Joule quedó claro que la energía debía quedar contenida en alguna parte en el intervalo de tiempo comprendido entre la entrada como trabajo y la salida como calor (energías en flujo).
El calor puede clasificarse por su naturaleza en dos:
1) Donde existe movimiento, su magnitud dependerá de la trayectoria del proceso (fricción)
2) Donde no hay movimiento, en este caso el calor dependerá de la diferencia de temperaturas para un cierto material (constante de transferencia de calor U)
Tipos de energía
1) Trabajo
Es la interacción energética entre el sistema y sus alrededores por aquellas porciones en las que no hay transferencia de masa, como consecuencia de una diferencia en la presión entre los alrededores y el sistema.
Trabajo Irreversible
Trabajo Reversible
2) Energía Cinética
Está contenida en el sistema, no requiere de la historia de la trayectoria para su determinación) solo requerimos de la velocidad inicial y final para establecer su valor.
3) Energía Potencial
Está contenida en el sistema, es una propiedad. Para su cálculo se requiere únicamente del valor de z al principio y al final. Para observar un cambio de energía potencial se debe aplicar una fuerza (relacionada con la gravedad) a través de una distancia.
4) Calor
Es la interacción energética entre el sistema y sus alrededores a través de aquellas porciones del sistema por donde no hay transferencia de masa, debido a un gradiente de temperaturas entre el sistema y los alrededores.
5) Energía Interna
Está relacionada con el movimiento de traslación, vibración, rotación y vibración interna de las moléculas que forman el sistema.
Termodinámica
Es la ciencia que estudia las transformaciones de energía que surgen durante un proceso y su impacto en las propiedades del sistema.