Consolidacion Trabajo Final (1)

8/2/2019 Consolidacion Trabajo Final (1)

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TERMODINAMICA

TRABAJO COLABORATIVO 1

GRUPO: 201015_96

FABIAN CAMILO SUREZ VELANDIACOD: 1052498534

LEIDY JOHANA HERNANDEZ RONCANCIOCOD: 1053337029

JUAN CARLOS GONZALEZ

MONICA YINETH PEA BELLOCOD: 1053328873

TUTORA:

ANA ILVA CAPERA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNADESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA

PROGRAMA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

ABRIL DE 2012


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INTRODUCCIN

El propsito de este trabajo es una oportunidad para ampliar la visin a los logros

que como futuros ingenieros tengamos en cuenta la importancia del trabajo en

grupo reconociendo los temas de la primera unidad del modulo de termodinmica,

mediante los ejercicios propuestos por el tutor en la gua.

En esta oportunidad profundizaremos algunos temas bsicos de la termodinmicay as de una forma muy fcil ubicarlos los contenidos dentro de nuestra

cotidianidad y as construir esquemas intelectuales que nos sirvan de plataforma

para avanzar e ir adquiriendo criterio y capacidad de analizar los problemas en el

manejo de la energa en los procesos industriales.

La termodinmica como una rama de la fsica nos permite estudiar los efectos de

los cambios de magnitudes de los sistemas a nivel macroscpico.

Veremos algunas leyes y sistemas termodinmicos interesantes ya que de los

resultados de la termodinmica son muy importantes para la qumica, fsica entre

otros.


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OBJETIVO GENERAL

Realizar un trabajo en donde se evidencie los conocimientos adquiridos en

la unidad uno de termodinmica.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Por medio del modulo aplicar algunos conceptos de termodinmica.

Entender lo que significan estado equilibrio y procesos para aprender aaplicarlos en la situacin correcta.

Realizar un resumen con las formulas principales de termodinmica.

Resolver cinco ejercicios propuestos por el tutor y elaborar un trabajo final

que sea til y agradable.


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EJERCICIOS1. En un tanque se encuentran almacenados 376.34 moles de un gas a 25 C,

al cual se le retiran 49 kcal. Este gas tiene un Cv = 3.1 cal/(mol.K). Latemperatura final de este gas, en C, es:

T = 49000 cal .376,34 mol . 3,1 cal

Mol.KT = 42.0004 KT = (TfTi) = 42.0004 K = Tf (273+25)K

Tf = 340.00 K

Tf = 67 C

2. En un pistn se tienen 120 moles de un gas a 42 C y 1.3 atm se comprimeisotrmicamente hasta que la presin final es de 2.2 atm. El trabajorealizado sobre el sistema, en kJ, es:

a) Hallar los volmenes 1 y 2 respectivamente

V1 = 2386.43 m3


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b) Calculamos el trabajo realizado.

3. Un gas se encuentra a 0.8 atm y 27 C y tiene una masa molar de 87 g/mol.El volumen especfico de este gas, en litros/kg, es:

a) Hacer las conversiones de unidades

b) Despejar el Volumen especfico de la ecuacin y calcularlo.

4. Un gas que se encuentra en un recipiente rgido a 4 C y 221 kPa secalienta hasta que la presin es de 236.15 kPa. La temperatura final de estegas, en C, es:

a)

b)


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5. Se tienen 34.7 moles de un gas a 42 C el cual se expande a temperaturaconstante hasta alcanzar 3.4 veces su volumen inicial. El trabajo realizado,en joules, es:

a) Convertimos la temperatura en K.

b) Como el volumen V2 est en funcin del volumen V1, tenemos la relacin 3.4V1

= V2

c) Hallamos el trabajo de acuerdo a la relacin anterior.


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RESUMEN DE FORMULAS

RESUMEN 1 : FABIAN CAMILO SUAREZ VELANDIA

Captulo 1: LEY CERO DE LA TERMODINMICA

Ecuaciones de Temperatura

temperatura absoluta de gas = a y b se determinan experimentalmente asignando valores a dos estados de referencia

reproducibles como son los puntos de congelacin y ebullicin del agua a la presin de una

atmsfera. Escala de temperatura absoluta de gas cuando a es 0. Escala Kelvin : Escala Rankine: Escala Celsius:

Ecuaciones de Calor

cantidad de calor transferida en un proceso por unidad de masa:

cantidad de calor transferida por unidad de tiempo:

Q = Q/t

Transmisin de calor por conduccin: Ktes la conductividad trmica. A es el rea y x el espesor

del material: Ley de Fourier para la conduccin del calor: tasa de transferencia de calor por convencin. h= coeficiente de transferencia de calor

(W/(m2.K)) A = rea de la superficie (m2); Ts = temperatura de la superficie (K); Tf =temperatura del fluido. (K)

Ley de Stefan- Boltzmann: La mxima cantidad de calor por unidad de tiempo que puede

emitirse desde una superficie a una temperatura absoluta Ts. donde = 5,67 x 10-8(W/(m2.K))


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absorbancia:

la tasa de transferencia de calor por radiacin: Ts es la temperatura de la superficie emisora y Talrla temperatura de los alrededores. )

Ecuacin de Estado

Ecuacin de estado de gas ideal: PV = n RT

Ecuaciones de estado para gases reales

factor de compresibilidadZ. Z= V real/ V ideal

La ecuacin de estado de gas ideal: Ecuacin de van der Waals:

Ecuacin de Redlich - Kwong Soave

[ {

}]

CAPITULO 2: Trabajo

Trabajo:

Trabajo en procesos isobricos: Trabajo en procesos isotrmicos: Trabajo en procesos politrpicos:

CAPITULO 3: Primera Ley de la Termodinmica

enunciado de la primera ley de la termodinmica que matemticamente: Primera ley en Sistemas Cerrados: energa de un sistema: energa de un sistema por unidad de masa: e = E/m

La energa total: cambio en la energa cintica de un sistema de masa: ()


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Energa cintica inicial: La energa interna: u = U/m Proceso isobrico y definicin de entalpa: Entalpa: H= U +Pv

trabajo en un proceso isotrmico: Calor de reaccin: calor transferido en un proceso isobrico: Proceso adiabtico:

RESUMEN 2: BLANCA MONICA YINETH PEA BELLO

TEMATICA FORMULALEY CERO DE LA TERMODINAMICATemperatura Absoluta del Gas T = a + bPTemperatura Absoluta de un Gas T = BpConversin de C a K K= T (C) + 273Conversin de F a R R= T (F) + 459,67 = (9/5) T (K)Conversin de F a c c= T (5/9) T (F) 32Calor transferida por und. de masa q = Q / m

Calor transferida por und. de tiempo Q = Q /tTransmisin de calor por conduccin Q = kt * A *T /xConduccin de calor (Ley de Fourier) Q = -kt * A * dt / dxTransferencia de calor por convencin Q = h * A * (Ts Tf)Ley de Stefan Boltzman Qmax = * A * Ts4Absorvancia = Qab / QincTasa de transferencia de calor por radiacin Q = * * A * (Ts4 - Talr4)ECUACIN DE ESTADOGas ideal PV = n RT

Videal = RT / P

Factor de Compresibilidad Z = V real / V idealZ = P real / RT

Ecuacin de Van der Waals P = (RT / V b ) (a / V2) (a)= (27 R2 * TC2 / 64 Pc) b

= RTc / 8Pc

Ecuacin Redlich Kwong - Soave P = (RT / V - b) (a / V (V+b)T0.5)* (1 (T/Tc)2)2

TRABAJO


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W en procesos isobricos

W en procesos isotrmicos

W en procesos politrpicos LEY 1 TERMODINAMICA Sistemas Cerrados Energa de un sistema Energa en un sistema de unidad de masa e = E /mEnerga Total E = Ec + Ep + UEnerga en un sistema de masa cambiante Energa cintica inicial

Energa cintica interna u = U/mProceso Isobrico Entalpia H = U + PvW en un proceso isobrico 1Q2 = nRT ln (V2 / V1)Calor de Reaccin QR = H = Hp - HrCalor transferido en un proceso isobrico h = H / mProceso isobrico W = -

RESUMEN 3: LEIDY JOHANA HERNANDEZ RONCANCIO

UNIDAD 1: LEY CERO, TRABAJO Y PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA

CAPITULO 1: LEY CERO DE LA TERMODINMICA

Leccin 2: Ley cero de la TermodinmicaT= a + bP _Escala de temperatura absoluta de gas

T (Rankine) = 9/5(Kelvin) _Temperatura en kelvin T (C) = T (K) _Las diferencias de temperaturas en grados Celsius y Kelvin

son idnticas, pero si se toma un determinado valor en la escala Kelvin ser igual a los

grados Celsius ms 273,15.

T (K) = T ( C) + 273,15


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Las diferencias en temperaturas en grados Fahrenheit y Rankine son iguales y un

determinado valor en la escala Rankine corresponde a los grados Fahrenheit ms

459,67 R.

T (F) = T (R) T(R) = T ( F) + 459,67

Leccin 3: Calorq = Q/m _cantidad de calor transferida en un proceso por unidad de masa

Q = Q/ t _cantidad de calor transferida por unidad de tiempo

_Transferencia de calor

_Ley de Fourier

) _tasa de transferencia de calor por convencin. _ ley de StefanBoltzmann ) _Absorbacia

Leccin 4: Ecuacin de EstadoPV = n RT

DondeP = presinV= volumen n = nmero de moles V= volumen molar T= temperatura v =Volumen especifico M= masa molecular R = constante universal de los gases _Comprensibilidad Z Z= V real/ V ideal

Pv=ZRT _ecuacin de estado teniendo en cuenta el comportamiento que presentan losgases reales

_Van der Waals

Leccin 5: Ecuacin de estado (Continuacin)

[ {

}]

CAPITULO 2: TRABAJO

Leccin 6: Trabajo


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|| ||

Leccin 7 y 8: Diagramas termodinmicosVf = volumen especifico de liquido saturado=VL / mLVg=volumen especifico de vapor saturado= Vv/mV

Leccin 9: Propiedades termodinmicas

P=m/v _propiedad intensiva Leccin 10: Capacidad calorfica

CAPITULO 3: PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Leccin 11: Primera ley de la termodinmica _Sistemas cerrados

Leccin 12: EntalpiaH= U +Pv

Leccin 13: Primera ley y reacciones qumicas

QR=H Leccin 14: Ley de Hess Leccin 15: Calor integral de disolucin

RESUMEN 4: JUAN CARLOS GONZALES

Ecuacin 15 T= a + b. P escala de temperatura absoluta de gas

Ecuacin 16 T (Rankine) = 9/5(Kelvin) Ecuacin 17 T (C) = T (K)

Ecuacin 18 T (K) = T ( C) + 273,15 Ecuacin 19 T (F) = T (R)


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Ecuacin 20 T(R) = T ( F) + 459,67 Ecuacin 21 q = Q/m

Ecuacin 22 Q = Q/ t Ecuacin 23 Q = k t. A. T / xEcuacin 24 Q = - k t. A. d T / d x Ecuacin 25 Q = h A (T s + T f)

Ecuacin 26 Q Max. = AT s4 Ecuacin 27 Q emitido. = AT s4

Ecuacin 28 = Qab / Q inc Ecuacin 29 Q = A (T s4 - T alr4)

Ecuacin 30 W = 2 F d x Ecuacin 31 W = 2 P A d x

Ecuacin 32 W = 2 P d V Ecuacin 33 W = P 2 d V = PV 2 W = P (V2 V1)

Ecuacin 34 W = P d V = n R d T Ecuacin 35 W = n R (T2 T1)


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CONCLUSIONES

Se deben tener claros los conceptos y las formulas para as poder desarrollar losejercicios

En cada uno de los procesos elaborados por cada uno de los participantes se vioreflejado que hay diferentes formas de desarrollar un problema planteado.


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BIBLIOGRAFIA

Modulo: Termodinmica. UNAD 2009.

Gua _colaborativo uno.pdt

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