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Análisis de energía de sistemas cerrados - Coggle Diagram
Análisis de energía de sistemas cerrados
Trabajo de frontera móvil
El trabajo de expansión y compresión suele llamarse trabajo de frontera móvil o simplemente trabajo de frontera. Es la principal forma de trabajo
relacionado con los motores de automóviles
El trabajo de frontera total realizado durante el proceso completo a medida que se mueve el émbolo, se obtiene sumando los trabajos diferenciales desde los estados inicial hasta el final
Proceso politrópico
Durante procesos reales de expansión y compresión de gases, la presión y el
volumen suelen relacionarse mediante PVn =C, donde n y C son constantes.
Balance de energía para sistemas cerrados
El balance de energía se puede expresar por unidad de masa como
e entrada - e salida= e sistema (kJ/kg)
En forma diferencial
d E entrada - d E salida = d E sistema
Para un ciclo
W neto, salida = Q neto, entrada
La relación del balance de energía en este caso para un
sistema cerrado se convierte en
Q neto, entrada - W neto, salida= E sistema
Calores específicos
Energía requerida para elevar en un
grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia
Calor específico
a volumen constante
Energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia cuando el volumen se mantiene constante.
Corresponde a la energía transferida hacia un sistema durante un proceso, a volumen constante por unidad de masa, por cada grado que aumenta la temperatura.
Cambio en la energía interna de una sustancia por cambio unitario de temperatura
a volumen constante
Calor específico a presión constante
La energía requerida para hacer lo mismo cuando se mantiene constante la presión es el calor específico a presión constante
La energía transferida al sistema por unidad de masa y que causa el aumento unitario de temperatura durante un proceso a presión constante es igual a cp.
Cambio en la entalpía de una sustancia por cambio unitario en la temperatura a presión constante.
Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales
Se define un gas ideal como un gas cuya temperatura, presión y volumen específico se relacionan mediante Pv= RT
La energía interna es una función de
la temperatura solamente y no de la presión o del volumen específico
Se deduce que la entalpía de un gas ideal
es también sólo una función de la temperatura h =h (T)
Relaciones de calores específicos
de gases ideales
Una relación especial entre cp y cv para gases ideales se obtiene al derivar la relación h = u + RT, lo cual produce dh=du + R dT
relación de calores específicos k, definida como k=cp/cv
Energía interna, entalpía y calores específicos de sólido y líquidos
Una sustancia cuyo volumen específico (o densidad) es constante se llama
sustancia incompresible
líquidos y sólidos se pueden considerar como sustancias incompresibles sin
sacrificar mucho en precisión
Para sólidos y líquidos, los subíndices en cp y cv se eliminan, y ambos calores específicos se pueden representar mediante un solo símbolo c.
