Relaciones de energas

La termodinmica estudia las distintas formas de energa y la manera en que ellas se transforman entre s.La energa es la capacidad de realizar trabajo o transferir calor Intuitivamente reconocemos muchas formas de energa, energa trmica, energa elctrica, energa mecnica, energa qumica, energa nuclear, energa magntica, etc. Pero todas esas formas pueden agruparse en slo dos energa cintica y energa potencial.

Energa cintica: Es la energa que tiene un cuerpo en movimiento.EC = m*v2/2 [kg*m2/s2] = [Julio].

La energa cintica est asociada al movimiento.

Energa potencial: Es debida a la posicin que guarda un cuerpo sobre el nivel de referencia. Para elevar un cuerpo o una masa de fluido en un campo gravitatorio es preciso realizar un trabajo contra las fuerzas del campo, trabajo que queda almacenado en el cuerpo en forma de energa potencial.

EP = m*g*z [kg*m/s2*m] = [joule].

La energa potencial est asociada a la posicin.

TrabajoEs el flujo de energa mecnica, debido a fuerzas motrices distintas al gradiente de temperatura, que atraviesa los lmites del sistema y que puede ser convertido completamente (por lo menos en teora) por un dispositivo apropiado, al equivalente de una fuerza que se mueve a travs de una distancia.

Se define tambin como la aplicacin de una fuerza a travs de una distancia.

W = F*d = m*a*d [(kg*m/s2)*m] = [N*m] = [Joule]

Otras unidades usadas para el trabajo son:

1 kg*m = 9,81 joule1 pie*lb = 1,3569 joule = 0,1383 kg*m.

Trabajo de flujo: Es el trabajo necesario para hacer que un fluido circule a travs de una mquina.

0 1 2

Mquina

Por la seccin 1 (entrada a la mquina) entra fluido, que ha de vencer una resistencia dada por p1A1; por ello, para que entre la porcin de fluido comprendida entre 0 y 1 debe realizarse sobre el fluido un trabajo que es igual a:

W f1 = - p1* A1*l01 = - p1*V1

El signo menos indica que el trabajo se realiza sobre el sistema. El trmino l01 es la distancia entre 0 y 1.

En la seccin 2 el fluido sale de la mquina y el trabajo de flujo est dado por:

W f2 = p2*V2.

El signo positivo indica que el trabajo se realiza sobre los alrededores del sistema.El trabajo de flujo total del fluido es la suma algebraica de los trabajos de flujo a la entrada y a la salida:

W f = p2*V2 p1*V1

El trabajo de flujo es una funcin de estado (slo depende del estado en que se encuentre el sistema y no depende del proceso seguido para llegar a ese estado).

Trabajo en el eje

El trabajo en el eje es la mxima cantidad de trabajo que se puede obtener del flujo de un fluido a travs de algn componente del equipo donde se realiza trabajo (es tambin la mnima cantidad de trabajo que tendra que ser suministrada a un fluido cuando pasa por un dispositivo donde se realiza trabajo).

La mxima cantidad de trabajo que puede obtenerse del sistema se logra solo mediante un proceso internamente reversible, cualquier proceso real entre los mismos dos estados producir una cantidad menor. O en forma anloga, la mnima cantidad de trabajo que se debe suministrar a un cuerpo se obtiene mediante un proceso cuasi esttico.