Termodinámica

M. del Carmen Maldonado Susano

Fecha: 21/03/2019

Porción del espacio ocantidad de materia que seselecciona para realizar unanálisis energético.

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Todo lo ajeno al sistema se conoce comoentorno o medio ambiente, y el límite realo hipotético se denomina frontera olímites del sistema.

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Sistema

Abierto

Cerrado

Aislado

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También llamado Volumen de control.

Es un sistema en el cual existeintercambios de energía y materia.

Una turbina o una caldera sonejemplos de volúmenes de control.

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Tasa de café (2019) tomado de página web:https://www.fotosearch.com.mx/CSP526/k19020150/

calor

Temperatura ambiente = 20°C

• Es un sistema en el cual sólo existeintercambio de energía pero no haytransferencia de masa entre el mismoy sus alrededores.

• Como ejemplo podemos citar el gasencerrado en un cilindro en un motorde combustión interna o una ollatapada.

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Olla exprés (201) tomado de página webhttps://www.fotosearch.com.mx/CSP397/k3975630/

SISTEMA AISLADOLlamamos sistema aislado a aquel

cuyas paredes no permiten ni la

transferencia de masa ni la

transferencia de energía.

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Termo (2019) tomado de página webhttps://www.dolce-gusto.com.mx/termo-rojo

PROPIEDAD TERMODINÁMICA

Es una característica de unsistema termodinámico y sólodepende de la condición oestado en que se encuentre; esdecir, es independiente decómo se llegó a ese estado.

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Propiedades

Intensivas:No dependen de la masa.

Extensivas:Si dependen de la masa.

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Se basa en el principio de la conservaciónde la energía.

“La energía ni se crea, ni se destruye sólo se

transforma”

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EWQ =+

UEpEcWQ ++=+

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Es aquella que dependeexclusivamente de la velocidaddel cuerpo.

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2

2

1vmEc =

Es aquella que dependeexclusivamente de la posicióndel cuerpo en el universo.

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pE m g h=

• Es la energía que un sistema posee, esdecir, es la suma de las diversas formasenergías que tienen las moléculas en unestado determinado como:

❑ Traslación❑ Rotación❑ Molecular❑ Eléctrica,❑ Química, etc.

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• Se tiene una masa de agua de 150 gramos a unaTinicial de 40°C, ce del agua = 4186 J/kg °C

• Se tiene una masa de niquel de 350 gramos a unaTinicial de 21 °C

• Si la Temperatura de equilibrio fue de 34.5°C

• Determine la ce del niquel

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( ) ( ) 0Agua Agua eq inicial Agua Niquel Niquel eq inicial Niquelm ce T T m ce T T− −− + − =

( )final inicialQ m ce T T= −

0=+niquelAgua

QQ

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( ) ( )Niquel Niquel eq inicial Niquel Agua Agua eq inicial Aguam ce T T m ce T T− −− = −

( )( )

Agua Agua eq inicial Agua

Niquel

Niquel eq inicial Niquel

m ce T Tce

m T T

−

−

−=

−

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??niquelce =

( )( )

Agua Agua eq inicial Agua

Niquel

Niquel eq inicial Niquel

m ce T Tce

m T T

−

−

−=

−

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Medio litro de alcohol etílico a 18°C se mezclacon medio litro de agua a 25°C en uncalorímetro aislado.

Considerando que el ce-alcohol es 2438 J/kg Ky su densidad de 810 kg/m3, determine:

A) masa del alcohol

B) la temperatura de equilibrio

30.0005alcoholV m=

• A) masa del alcohol

3810alcohol

kg

m

=

• A) masa del alcohol = ?

kg.masaalcohol

4050=

3alcohol

masa kg

volumen m

=

agua agua agua Alcohol Alcohol Alcohol

agua agua Alcohol Alcohol

m ce Ti m ce Ti

eq m ce m ceT

+

+=

• B) la temperatura de equilibrio

0=+alcoholAgua

QQ

41865024284050

254186501824284050

*.*.

**.**.

eqT

+

+

=

C.Teq

= 762422

• B) la temperatura de equilibrio

PresentaciónM. del Carmen Maldonado Susano

Edición

21/03/2019Página 32

Termodinámica y sus aplicacionesSecretaría de Energía (SENER)

Apuntes de Principios de EnergéticaNúñez Orozco Félix (FI-UNAM)

Ejercicios tomados de exámenes colegiadosdel Departamento de Física Experimental (FI-UNAM)