Termodinamica

TRABAJO COLABORATIVO N° 2

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

MAYO de 2012

CONTENIDO

Página

INTRODUCCIÓN 3

1. OBJETIVOS 4

1.1 Objetivo General 4

1.2 Objetivos Específicos 4

2. EJERCICIOS RESUELTOS 5

3. RESUMEN DE FÓRMULAS PRINCIPALES 6

CONCLUSIONES 8

BIBLIOGRAFÍA 9

INTRODUCCION

La termodinámica es una ciencia muy útil e importante, sobre todo en nuestro proceso de formación como ingenieros industriales. De ahí radica la importancia de saberla aplicar a los distintos problemas que se puedan presentar, es por eso que mediante la realización del trabajo que veremos a continuación aprenderemos a realizar los procedimientos correctos para dar solución a una serie de problemas planteados, para ello es fundamental dar un repaso de las principales formulas y conceptos presentados en el modulo, esto mediante la realización de un resumen que nos brindara las herramientas necesarias para responder a las expectativas propuestas en el trabajo colaborativo.

OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

Reconocer e identificar los principales componentes teóricos de la unidad 2 del curso de termodinámica y sus aplicaciones a los problemas propuestos.

1.2 objetivos específicos

Reconocer e identificar los procedimientos para el desarrollo y solución de los problemas planteados sobre unidad 2 de termodinámica

Reconocer e identificar las principales formulas utilizadas en el desarrollo de las temáticas de la unidad 2

Reconocer e identificar los principales conceptos utilizados en el desarrollo de este trabajo.

2. EJERCICIOS PROPUESTOS

1. El flujo de descarga de calor al medio ambiente es de 115500 kJ/h para un aire acondicionado que extrae calor de una oficina a 1817 kJ/min. La potencia eléctrica que requiere este equipo, en kJ/h, es de:

Q_c=Q_f+P

P=Q_c-Q_f

P=115500kJ/h-1817 kJ/min*60 min/h

P=115500kJ/h- 109020 kJ/h

P=6480 kJ/h

2. Un aceite tiene una capacidad calorífica de 1.3 Kcal/ (kg.K), se alimenta a un intercambiador a razón de 133 kg/h y 80 ºC para ser enfriado hasta 48 ºC. Para esto se utiliza agua que e encentra a 23 ºC y sale a 79 ºC. La capacidad calorífica del agua es de 1.0 Kcal/ (kg.K). El agua requerida para este proceso de enfriamiento, en kg/h, es:

Q agua=-Q aceite

m*Cp*∆T=-m*Cp*∆T

m=((-m*Cp*∆T))/((Cp*∆T))

m=((-133 kg/h*1.3 kcal/(kg*K)*(48-80)K))/((1 kCal/(kg*K)*(79-23)K))

m=98.8 kg/h

3. Un gas a 27 ºC y 133 kPa fluye a 89 m/s a través de un área de 0.08 m2. La masa molar de este gas es 28.8 g/mol. El flujo másico de este gas, en kg/min, es:

m ̽=A*V*ρ

m ̽=(A*V*(P*Mw))/RT

m ̽=0.08〖 m〗^2*89 m/s*(133 kPa*28.8 kg/kmol)/(8.31 (kPa*m^3)/(kmol*K)*300K)*60s/min

m ̽=656.4 kg/min

4. Un pistón contiene 15 moles de un gas a 153 kPa el cual se expande isotérmicamente hasta que la presión final llega a 123.2 kPa. El cambio de entropía que ha sufrido este gas, en J/K, es:

∆S=n*R*Ln(P1/p2)

∆S=15mol*8.31 J/(mol*K)*Ln((((153 kPa))/((Ln123.2 kPa) ))

∆S=27 J/K

5. En un ciclo, el calor que recibe de una fuente de temperatura alta es 1238.1 Kcal y el calor que cede a una fuente de temperatura mejor es 780 Kcal. La eficiencia de este ciclo es:

ŋ= (1-(780 kcal))/((1238.1 kcal))

ŋ=0.37

3. RESUMEN DE FÓRMULAS PRINCIPALES

Wilman Romero Molina

UNIDAD 2: SEGUNDA LEY Y APLICACIONES DE LA TERMODINAMICA

CAPITULO 4: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

LECCION 16: APLICACIÓN DE LA PRIMERA LEY EN GASES IDEALES

U = f (T) Ley de Joule

la energía interna, U, de un gas ideal es función exclusiva de la temperatura

"W=-Q=-n*R*T ln" "V" _"2" /"V" _"1"

"Procesos isotérmicos para un Gas Ideal"

"δW=dU=n*" "C" _"v" "*dT="

"Procesos adiabáticos para un Gas Ideal"

"dP" /"P" "+" "γdV" /"V" "=0"

"Ecuación de Laplace"

LECCION 17: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

"n=" "W" /"Q" _"c" " Relación de Eficiencia de una máquina térmica"

"Q" _"1" "+" "Q" _"2" "=-w Ecuación para el ciclo"

"n=" "W" /"Q" _"1" "=" ("Q" _"1" "-" "Q" _"2" )/"Q" _"1" " rendimiento térmico de la maquina"

LECCION 18: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA (continuación)

"COP=" "Q" _"f" /"W" "=" ("h" _"1" "-" "h" _"4" )/("h" _"2" "-" "h" _"1" ) " coeficientes de operación=eficiencia de un refrigerador "

〖"COP" 〗_"BC" "=" "Q" _"C" /"W" _"S" "=coeficiente de operación para una bomba de calor"

LECCION 19 Y 20: ENTROPIA

∮▒〖"δQR" /"T" "=0" 〗 " teorema de Clausius"

∫_"1" ^"2" ▒〖"δQ" 〗_"R" /"T" "=" "S" _"2" "-" "S" _"1" " Función termodinámica llamada Entropía"

"H=U+P*V Entalpia"

"∆" "S" _"total"

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