7/30/2019 Termodinmica qumica I 2 exposicion

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UNIVERSIDAD DE SONORA

TRABAJO REVERSIBLE Y FLUJO ESTACIONARIO

Equipo # 8 :Laura Nallely Espinoza GerardoJulia Janeth Saudo Flix

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TRABAJO REVERSIBLE:

FLUJO ESTACIONARIO:

Se define como la cantidad mxima de trabajo tilque puede obtenerse cuando un sistema

experimenta un proceso entre los estados inicial y

final.

La velocidad del fluido en un punto es un

proceso de flujo estacionario, todas las variablespermanecen iguales y la energa para cambiar suestado es mayor que para mantenerlo.Constante con el tiempo

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TRABAJO REVERSIBLE DE FLUJOESTACIONARIO.

El trabajo realizado durante un procesodepende de la trayectoria que ste sigui,adems de las propiedades de los estadosextremos.

El trabajo reversible de fronteras mvilescon los sistemas cerrados se expresan en

trminos de las propiedades del fluido.

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Las interacciones de trabajo en cuasi - estticoconducen al trabajo mximo de salida en los

dispositivos que lo producen como a la mnimaentrada de trabajo en los que lo consumen.

Si se toma la direccin positiva de trabajodesde el sistema, el balance de energa para

un dispositivo de flujo estacionario queexperimenta un proceso internamentereversible y se expresa en forma diferencialcomo:

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Pero:

Al sustituir esto en la relacin anterior y alcancelas dh se obtiene:

E integrando, se tiene:

Ec.7-51

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Cuando los cambio de las energas cinticas ypotencial son insignificantes, esta ecuacin se

reduce a:

Ec. 7-52

Las ecuaciones 7-51 y 7-52 son las relacionespara el trabajo reversible de salida con un

proceso internamente reversible en undispositivo de flujo estacionario.

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Para evitar el signo negativo, la Ec. 7-51puede escribirse para el trabajo de entrada

en dispositivos de flujo estacionario comocompresores y bombas de la siguientemanera:

Ec. 7-53

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La similitud entre VdP enestas relaciones y PdVes notoria, pues no

deben confundirsepuesto que P dVseasocia con el trabajoreversible de la frontera

en los sistemas cerrados.

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Para el flujo estacionario de unliquido que su termino de trabajo es

cero y la Ec.. Se expresa como:

La cual es conocida como la Ec.. DeBernoulli.

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En esta ecuacin el trabajo de flujoestacionario reversible esta

estrechamente asociado con elvolumen especifico del fluido quepasa a travs del dispositivo.

Ejemplo: turbinas, compresores y bombas.

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CUANTO MAS GRANDE

ES EL VOLUMEN

ESPECIFICO MAS GRANDEES EL TRABAJO REVERSIBLE

PRODUCIDO O

CONSUMIDO POR EL

DISPOSITIVO DE FLUJO

ESTACIONARIO.

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CENTRALES DE ENERGA DEGAS O VAPOR

En las centrales de energa de gas ovapor, si se desprecia las perdidas depresin , el aumento de presin en labomba o el compresor es igual aldescenso de la presin en la turbina.

En las de vapor la bomba maneja lquidos

que tienen un volumen especifico muypequeo mientras la turbina manejavapor cuyo volumen especifico esmucho mas grande.

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CENTRALES TERMOELCTRICASQUE OPERAN CON GAS.

El fluido de trabajo se comprime enla fase gaseosa y una porcinconsiderable del trabajo de salida

de la turbina es consumida por elcompresor. Como resultado, unacentral de energa de este tipo

entrega menos trabajo neto porunidad de masa del flujo de trabajo.

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DEMOSTRACIN QUE LOSDISPOSITIVOS DE FLUJO

ESTACIONARIO ENTREGAN ELMXIMO TRABAJO Y CONSUMEN ELMNIMO CUANDO EL PROCESO ES

REVERSIBLE.

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Se consideran dos dispositivos de flujoestacionario, que operan entre los mismosestados de entrada y de salida.

Si se toman la transferencia de calor haciaun sistema y el trabajo que este realiza

como entidades positivas.

Se expresa:

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Los lados derechos de estas ecuaciones sonidnticos porque ambos dispositivos operan entre

los mismos estados extremos. Por lo tanto.

Sin embargo.

Al sustituir esta relacin entre la ecuacinanterior dividiendo cada termino sobre T, seobtiene:

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Puesto que:

Tambin, T es la temperaturaabsoluta que siempre es positiva. Porlo tanto:

O

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En consecuencia losdispositivos queproducen las turbinasentregan mas trabajo,

mientras que los que loconsumen como lasbombas y compresoresrequieren menos

trabajo cuando operanReversiblemente.

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