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ISIDORO MARTINEZC~T(dAATko

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U iVER idA.d PoLiTic iCA dE MA.dRid.

ISIDORO MARTlNEZCmJRArico d~ U.~iVERSidAd.

UNivERSid.,d PolilEcNicA dE MAdRid.

TERMODINAMICA BASICA Y APlICADA

Agradecimiento:Deseo expresar mi mas sincera gratitud a los colegas de las Escuelas de Ingenieros Aeranauticos y Navales que se han preslado a la ingrata labor de revisar diferenles paries de esla abra, y muy especialmenle al Prof Pabla de Assas y Martinez de Morentin, que ha tenida el valor y la perseverancia de llevar a cabo la revision tecnica de toda la obra Ademas, he de reconocer la ayuda que me han preslado varias personas en la confeccion final del libro, en particular Manuel Ortega en la delineacion y Donata Franco en la mecanagrafia y formata

No esta permitida la reprodu~cion total 0 parcial ,de Iibro n'l su tratamiento informatlco, nr la transmrs~on aste " forma 0 por cualqurer 'd de ninguna me ' ro, Ya sea electronr, .' por fotocopia por registro u otros metodos, co mecanrco, ' . die si~ el permiso previo y por escrito de los tltulares e oPYright

by ISIDORO MARTINEZEditorial DOSSAT, S A, Piaza de Santa Ana, 9 28012 MADRID (Espana) I.S B N, : 84-237 -0810-1 Deposito Legal: M- 27235 - 1992 Impreso en Espana UNIGRAFI, S, l J A Zapata, 3 MADRID

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DedicatoriaA mi padre, que me hizo amar et estudio,y al Profesor oa Riva, que me dio ejemplo en et trabajo

CONTENIOO

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ContenidoPREFACIO . , . . . . . . , , , , . pag. Sabre el objelivo Sable las aplicaciones Sable cl melodo. Sabre el conlenido Sable los problcmas propuestos

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Capflulo I: ENERGIA. . . . . . . . . , . . . . . . . . . , ..... , pag. La estlllclura de la materia La Tennodinamica en la Fisica, Efectos termicos Sistema termodillumico: frontcru. Descripcion del media, :ill estado y SlI evolucion Magnitudes conservativas y aditivas. Principio de conservaci6n de la energfa Energfa meC{i.nica Energfa interna Caso de sustuncias calorfficamenlc perfectas Modos l11icroscopicos de almtlcenumicnto de cncrgia. Medida de la energfa El trabajo en Termodimllllica Fricci6n Calor Trabajo nO compresible" . . . . . , .' . . . pag . 21 Capflulo2: ENTROPIA, Medias continuos: la escala intermedin Influcncia de Ius escalas de espacio y licmpo en la Termodinamica El eSludo de equilibrio. Entropia e informacion COllsecuenciu del equilibrio termodin'lmico: temperntura, presi6n y potencinles qllfmicos Entropfa de sllstancias calorfficamente perfectas Generacion de entropfa Variables cxtensivas, intensivas, de estado y de camino Relaci6n entre Jns variables de estndo: ecuaciones de Euler, Gibbs y Gibbs* DlIhcm

Capillllo 3: EXERGIA. . ... , . . . . . pag. 41 Obtencion de tl:lbajo maximo y conSUJ11O mfnimo de tlabajo Trabajo lfmite en presencia de una atmosfeJa inf'inita Disponibilidad de fuerlles termicas, lrreversibiJidad Exergfa Rendillliento cnergetico y rendimienlO excrgetico Procesos cfclicos rvtlquina de Carnot Nota hist6rica sobre la definicion de entropfa a partir de las l11iiquinas termicas Eficiencia estdlica (en energfa) y eficicncia dindmica (en potentia) CapilUlo 4: POTENCIALES TERMODINAMICOS Y PROPIEDADES. pag. 59 Potenciales termodinumicos Ecuaciones de eslado y coeficienles tennodinamicos Relaciones entre Jos coeficientes lennodimllllicos Estabilidad de los sistemas hOlllogeneos: consecucncias Datos que necesita la Termodindmica Diagralllils de propiedades de sustancias pUIas Modelo de estados correspondientes, Ecuaciones de estado algebraicas Capacidad lermica de gases a bajas presiones Bancos de datos, Relaciones que sUl11inistra la Termodindmica Capilulo 5: TERMODINAMICA DEL VOLUMEN DE CONTROL pag . 81 Ecuaciones generales aplicadas a un volul11en de controL Presurizaci6n y despresllrizaci6n de deposilos Regimen eSlacional'io ECllacion de Bemoulli generaJizada Condiciones totales 0 de len"JJ1S0 para f1ujo comprensible y Ilujo incomprensible Comprension y expansion de gases, Rendilllientos COlllpresi6n y expansion escalonadas Movimiento compresible en conductos, Efccto de la variaci6n de :irea y de la adici6n de calor Tobera isentl6pica Irrcversibilidades en una onda de chogue Capflulo 6: TERMODINAMICA DEL CAMBIO DE FASE E INTERFASES, pag. 111

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/ Martinez TERMOD/NAMfCA BAS/CA Y APLlCADA

Anl:Hisis lenl1ico: diagrtlmtls Regi6n cI'ltica liquido-vapor ECU