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Conceptos y definiciones en la Termodinamica

Por: Freddy Jervis Octubre 2014 Twitter: @freddyjervis

Informacion del Autor

S  Mi nombre es Freddy Jervis. S  Soy PhD en Ingeniería de Protección Contra Incendios. S  Mi ingeniería y maestría son en Ingeniería Mecánica

especializado en el área de termo fluidos en Worcester Polytechnic Institute en Estados Unidos.

S  Luego, estudie un doctorado en la Universidad de Edimburgo en Escocia.

S  Actualmente soy docente a tiempo completo en la Escuela Superior Politécnica del Litoral donde imparto clases como Termodinámica, Combustión, entre otras afines en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Ciencia de la Producción.

Conceptos importantes en la Termodinámica

S  Sistemas cerrados

S  Volumen de control

S  Bordes o Superficie de control

S  Alrededores

S  Propiedades

S  Estados

S  Procesos

S  Propiedades extensivas vs Propiedades Intensivas

S  Equilibrio

Definiendo un sistema

S  Un sistema es aquello que deseamos estudiar.

S  Los alrededores es todo aquello ajeno o externo a nuestro sistema

S  Los bordes es lo que distingue nuestro sistema de los bordes.

Sistema

Alrededores

Borde

Sistemas cerrados

S  Los bordes son facilmente distinguibles

S  Siempre contienen la materia

S  No se puede transportar masa hacia o desde el sistema

S  Un sistema aislado es una caso especial de sistemas cerrados en el que no interactúan de ninguna forma con los alrededores.

1. http://www-mdp.eng.cam.ac.uk/web/library/enginfo/aerothermal_dvd_only/aero/fprops/cvanalysis/node10.html

Volumen de Control

S  Región de espacio dada por la cual masa puede fluir a través de los bordes del sistema

2. http://leydelatermodinamica.blogspot.com

Macroscopica vs Microscopica

S  El método microscópico se caracteriza por una descripción estadística. S  El patrón de comportamiento de las partículas se establece como

un promedio

S  El método macroscópico describe el sistema por medio de los efectos brutos de las partículas que hacen parte del sistema. S  Estos son medibles como la presion y la temperatura

S  Termodinamica para la ingeniería predominantemente utiliza el método macroscópico para describir el sistema

Propiedades

S  Son características macroscópicas del sistema

S  Tienen un valor numérico en cualquier punto en el tiempo sin conocimiento del comportamiento previo del sistema

S  Algunos ejemplos incluyen para sistema como el que se muestra son masa, volumen, energía, presión y temperatura

Gas

Estados

S  Condición del sistema que es descrita por sus propiedades

S  Comúnmente se utilizan propiedades como presión, volumen y temperatura para describir el sistema

S  El estado se especifica con un conjunto de sus propiedades donde las demás pueden ser extraídas o calculados de ser necesario.

Gas

Proceso

S  Es la transformación de un estado a otro

S  Si cualquier propiedad del sistema cambia, su estado cambia y decimos que el sistema ha experimentado un proceso.

S  Un ejemplo puede ser una expansión de gas como la que se detalla aqui:

Estado 1: p1, V1, T1, … Estado 2: p2, V2, T2, …

Gas Gas

Propiedades Extensivas vs Intensivas

S  Extensivas son aquellas que dependen del tamaño del sistema.

S  Ejemplos: masa, volumen y energía

S  Su valor es la suma de todas las partes

S  Su valor puede variar con el tiempo pero no con la posición

S  Intensivas son aquellas que son independiente del tamaño del sistema S  Ejemplos: temperatura y

presión S  Su valor no depende de la suma S  Pueden varias con tiempo o

posición.

3. http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-46.htm

Equilibrio

S  En termodinámica, equilibrio ocurre cuando todos los cambios en el sistema cesan.

S  En este caso, el sistema llega a un estado de equilibrio.

S  Estos estados de equilibrio y los procesos que llevan de un estado de equilibrio se vuelven muy importantes en la termodinámica.

Referencias

S  Cengel, Y., & Boles, M. (2012, Enero). Termodinámica (Séptima ed.). México: Mc-Graw-Hil.

S  M. J. Moran and H. N. Shapiro, (2014, May). Fundamentals of Engineering Thermodynamics, 8th ed., Wiley, New York.