Electricidad De Serway

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS

CARRERA DE Ing. Mecánica – Mecatrónica

ASIGNATURA: Física II NRC: 1346

TRABAJO PREPARATORIO

LABORATORIO No. 3.2

Tema de la práctica: Motor Stirling

Curso y NRC: D - 107, 1346

SANGOLQUÍ – ECUADOR

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Energía, exergía y anergia:

En física la energía se define como la capacidad para realizar un trabajo.

La exergía es la porción de la energía que puede ser transformada en trabajo mecánico, la parte restante, sin utilidad práctica, recibe el nombre de anergia o entropía.

La primera y la segunda ley de la termodinámica:

Primera ley de la termodinámica:

Esta ley se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos.

Cabe aclarar que la energía interna de un sistema, el trabajo y el calor no son más que diferentes manifestaciones de energía. Es por eso que la energía no se crea ni se destruye, sino que, durante un proceso solamente se transforma en sus diversas manifestaciones.

Segunda ley de la termodinámica:

"No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de una fuente y la conversión íntegra de este calor en trabajo". Este principio (Principio de Kelvin-Planck) nació del estudio del rendimiento de máquinas y mejoramiento tecnológico de las mismas. Si este principio no fuera cierto, se podría hacer funcionar una central térmica tomando el calor del medio ambiente; aparentemente no habría ninguna contradicción, pues el medio ambiente contiene una cierta cantidad de energía interna, pero debemos señalar dos cosas: primero, la segunda ley de la termodinámica no es una consecuencia de la primera, sino una ley independiente; segundo, la segunda ley nos habla de las restricciones que existen al utilizar la energía en diferentes procesos, en nuestro caso, en una central térmica. No existe una máquina que utilice energía interna de una sola fuente de calor.

Sistema abierto, sistema cerrado:

• Sistema abierto:

Es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores. Por ejemplo, un vehículo motorizado es un sistema abierto, ya que intercambia materia con el exterior cuando es cargado, o su conductor se introduce en su interior para conducirlo, o es provisto de combustible al repostarse, o se consideran los gases que emite por su tubo de escape pero, además, intercambia energía con el entorno. Solo hay que comprobar el calor que desprende el motor y sus inmediaciones o el trabajo que puede efectuar acarreando carga.

• Sistema cerrado:

Es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante). El mismo planeta Tierra puede considerarse un sistema cerrado. Una lata de sardinas también podría estar incluida en esta clasificación.

Estados termodinámicos:

Como regla general se puede identificar por completo el estado termodinámico de un sistema o de una sustancia, a partir de dos propiedades intensivas que sean termodinámicamente independientes T.I. (a esta regla se le conoce como postulado de estado). Para ilustrar esta regla y a modo de ejemplo, se tiene una sustancia conocida con propiedades fijas (digamos que es aire) y se conocen los valores de dos propiedades que con certeza son T.I. (digamos que este aire se encuentre a la presión que hay en la atmosfera y a la temperatura del sitio en que usted se encuentra en este momento), por lo tanto las demás propiedades de estado de esta sustancia como el volumen especifico, la energía interna y otras que no han sido tratadas en detalle (todas) tienen un valor definido que puede determinarse a partir de las que inicialmente se utilizaron para definir el estado (un procedimiento detallado para calcular las propiedades restantes será tratado el capítulo sobre Comportamiento de las sustancias puras).

Si se habla de la misma sustancia, todas las propiedades de un estado dado tienen siempre el mismo valor sin importar como se haya alcanzado dicho estado, y se identifican plenamente cuando existe equilibrio termodinámico (en una sustancia, el equilibrio termodinámico se define cuando no hay transferencia de energía entre las diferentes porciones de masa de esta sustancia o cuando sus propiedades permanecen constantes e invariantes con el tiempo).

Procesos termodinámicos:

• PROCESO ISOTÉRMICO:

Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura constante en todo el sistema.

Podemos Apreciar un proceso isotérmico en la evaporación del agua y la fusión del hielo. Pues estos tienen un cambio de temperatura, que es constante.

• PROCESO ADIABÁTICO

Un Proceso Adiabático es el que se produce sin intercambio de calor con el

exterior. No permite el intercambio de calor, está aislado térmicamente y está totalmente aislado del exterior

• PROCESO ISOBÁRICO

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a Presión constante. En él, el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables

Podemos Apreciar un proceso isobárico en la ebullición del agua en un recipiente abierto. Como el contenedor está abierto, el proceso se efectúa a presión atmosférica constante. En el punto de ebullición, la temperatura del agua no aumenta con la adición de calor, en lugar de esto, hay un cambio de fase de agua a vapor.

• PROCESO ISOCÓRICO

Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o iso-volumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; ΔV = 0. Esto implica que el proceso no realiza trabajo.

Q=n.CV.ΔT, donde

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