Las propiedades termodinámicas

RESUMEN

LAS PROPIEDADES TERMODINAMICAS.

Las propiedades termodinámicas de los fluidos son esenciales para el diseño de los equipos de proceso, particularmente con respecto a los requerimiento energéticos, equilibrio de fases y determinación del tamaño del mismo.

Sean desarrollado ecuaciones para el calculo de los balance de energía y entropía, y para la determinación de volúmenes y composiciones de las fases en equilibrio. Estas ecuaciones involucran a las propiedades termodinámicas que incluyen volumen específico, entalpía, entropía, coeficiente de fugacidad o actividad.

Las propiedades que involucran energía son en cierto sentido mas importantes de lo que son las propiedades volumétricas, sin embargo se vera que las primeras son calculadas a partir de las segundas. Dado que las propiedades volumétricas son fácilmente adquiribles.

Tomando en cuenta que los fluidos reales tienen propiedades físicas similares y sabiendo que la principal diferencia entre ellos depende únicamente en sus comportamientos dados la presión y la temperatura y en el caso de una mezcla, su composición, se toman estas tres ultimas como las variables independientes a partir de las cuales se calculan las demás propiedades.

INDICE

1. Resumen

2. Fundamentos

2.1. Termodinámica.

2.2. Temperatura.

2.3. Calor.

2.4. Sustancia de trabajo.

2.5. Sistema.

2.6. Sistema cerrado.

2.7. Sistema abierto.

2.8. Sustancia pura.

2.9. Fases.

2.10. Punto critico.

2.11. Punto triple.

2.12. Propiedades y estado.

2.13. Propiedades intensivas.

2.14. Propiedades extensivas.

3. Metodología.

4. Resultados.

4.1. Laboratorio de ingeniería química.

4.2. Tabla general.

5. Conclusión.

6. Fuentes de consulta.

2. FUNDAMENTOS

2.1. Termodinámica.- Es una de las ramas de las ciencias físicas, que trata de diversos fenómenos de energía, y las propiedades relacionadas a la materia, así como también las leyes que rigen las transformaciones de calor a otras formas de energía y viceversa.

“La termodinámica es el estudio de la energía y sus transformaciones”

2.2. Temperatura.- Es una propiedad termodinámica comúnmente utilizada pero difícil de definir. Generalmente se asocia con la actividad molecular del sistema (cuerpo frío o caliente).

2.3. Calor.- Es una forma de energía que fluye de un cuerpo a otro como resultado de una diferencia de temperatura.

2.4. Sustancia de trabajo.- Un fluido en el cual la energía puede ser almacenada y al cual se le puede quitar energía.

Un fluido es un líquido, gas o vapor (una materia que ofrece poca resistencia a la deformación). Por ejemplo: vapor en una turbina de vapor. Aire en un compresor. Aire-combustible en un motor automotriz Agua en una turbina hidráulica.

2.5. Sistema.- Es una región encerrada por “fronteras” específicas, las cuales pueden ser imaginarias, ya sean fijas o móviles.

2.6. Sistema cerrado.- Es aquel en el cual no existe transferencia de masa a través de sus límites, solo puede fluir energía desde o hacia el sistema.

2.7. Sistema abierto.- Es aquel en el cual existe flujo de masa y de energía desde o hacia el sistema, a través de sus límites.

2.8. Sustancia pura.- Es una sola sustancia que mantiene una estructura molecular invariable, o bien, una solución fija de sustancias homogéneas cada una de las cuales mantiene una estructura molecular uniforme. Por ejemplo: Oxígeno puro. Aire seco. Agua. Hielo. Vapor.

2.9. Fases.- Una sustancia pura puede existir en cualquiera de estas tres fases: sólido, líquido y gaseoso. Bajo ciertas condiciones pueden coexistir estas tres fases.

2.10. Punto crítico.- Es el estado donde la fase de vapor pura tiene idénticas propiedades que la fase de líquido puro, a la misma presión y temperatura (no se distingue el líquido del vapor)

2.11. Punto triple.- Es el estado en el cual es posible mantener una mezcla de las tres fases en equilibrio.

2.12. Propiedades y estado.- Para calcular los cambios de energía en una sustancia de trabajo, debemos ser capaces de expresar su comportamiento en función de las características descriptivas llamadas “propiedades” (p, T, v,δ).

2.13. Propiedades intensivas.- Son aquellas que no dependen de la masa (se trabaja con valores específicos). Ejemplo: Temperatura, presión, densidad, volumen específico, peso especifico.

2.14. Propiedades extensivas.- Son aquellas que dependen de la masa y son los valores totales. Ejemplo: Volumen total, peso.

V = m *v

3. METODOLOGÍA

Se realizara una visita guiada al Laboratorio de Ingeniería Química y a la Mini planta Termoeléctrica. En la primera se observaran equipos de operaciones unitarias y sus principales parámetros de medición y control, así como las unidades empleadas en éstos. En la segunda, se observaran los equipos integrantes de un ciclo termodinámico. En cada uno de ellos los instrumentos de medición o control.

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