Balance De Energia

BALANCE DE ENERGÍA

CONCEPTOS BÁSICOS:

Sistema: Cualquier masa de material o parte de equipo especificados arbitrariamente. Un sistema se define circundándolo con una frontera. Un sistema cerrado por el cual no hay transferencia de masa se denomina sistema cerrado o sistema sin flujo, en contraposición a un sistema abierto o sistema con flujo, en el cuál se permite el intercambio de masa. Toda masa o equipos externos al sistema definido se designan como entorno. Al resolver un problema se debe definir claramente el sistema y su entorno.

Propiedad: es una característica de un materia la cuál se puede medir, como volumen, presión, temperatura etc.., o que se puede calcular

Propiedad extensiva (variable, parámetro): es aquella cuyo valor depende de la cantidad de material y es aditiva, por ejemplo el volumen y la masa son propiedades extensivas.

Propiedad intensiva (variable, parámetro): es aquella cuyo valor no es aditivo y no varía con la cantidad de material, ejemplo temperatura, presión, densidad.

Estado: es el conjunto de propiedades de los materiales en un momento dado. El estado de un sistema no depende de la forma o la configuración del sistema sino sólo de sus propiedades intensivas como la temperatura, la presión y la composición.

Proceso Adiabático: proceso en que no hay intercambio de calor, el sistema está aislado. También puede considerarse como adiabático el proceso, si Q(calor transferido) es muy pequeño o cuando el proceso ocurre con tal rapidez que no hay tiempo de transferir calor

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Primera ley de la termodinámica: Si un sistema se somete a cualquier transformación cíclica, el trabajo producido en el medio ambiente es igual al calor que fluye desde el medio ambiente.

Energía

Es aquello que puede producir cambios en la materia. Puede adoptar distintas formas convertibles directa o indirectamente unas en otras: Radiación electromagnética, Energía Potencial, Energía Eléctrica, Energía Química, Energía Cinética, Calor.

Magnitudes y unidades:

-Cantidad absoluta: Energía, J, cal, kcal, kJ

-Caudal: Energía/tiempo, J/s (W)

-Flujo: Energía/(tiempo.superficies), W/m2

-Específica: Energía/masa, J/kg

Formas de la energía:

 Trabajo mecánico (W): Producto del desplazamiento (x) por la componente de la fuerza que actúa en la dirección del desplazamiento (Fx).

 Energía Potencial (Ep): Capacidad de producir trabajo que posee un sistema en virtud de su posición respecto a un plano de referencia.

 Energía Cinética (Ec): Capacidad de producir trabajo que posee un cuerpo en función de su movimiento.

 Calor (Q): Energía en tránsito de un cuerpo que se haya a una temperatura hacia otro que está a menor temperatura con el fin de igualar ambas.

 Energía Interna (U): Variable termodinámica (Función de estado) indicativa del estado energético de las moléculas constitutivas de la materia. Su valor se fija respecto a una referencia. Está relacionada con otras variables termodinámicas como Energía Libre (G), Entropía (S), Entalpía(H).

 Energía Electromagnética: Asociada con la frecuencia de onda. E=h Cuando interacciona con la materia toda o parte de esta energía puede ser absorbida. Normalmente su absorción se expresa como un aumento de temperatura.

 Energía Nuclear (Ec): Transformación de masa en energía de acuerdo a E=mc2.

Tipos de energia:

 Energía cinética (Ec): asociada al movimiento de los cuerpos respecto a un sistema de referencia.

 Energía potencial (Ep): asociada a su posición con respecto a un sistema de referencia.

 Energía interna ( U ): Asociada a la composición química de la materia, a su estado energético (temperatura, volumen y presión) y a su estado de agregación (estado físico).

 Trabajo (W): es una forma de energía que representa una transferencia entre el sistema y el entorno. El trabajo no puede almacenarse. Es positivo si se efectúa sobre el sistema, el trabajo hecho por el sistema es negativo.

 Calor: se define como la parte del flujo total energía que cruza a través de la frontera de un sistema debido a una

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