Termodinámica por competencias

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

INGENIERO INDUSTRIAL ADMINISTRADOR

Termodinámica por competencias

Ing. Brenda Mayela Galván Suarez

SÍNTESIS

Equipo # 8

Integrantes:

Martínez González Edgar Giovanny    1836063

Ruiz Ozuna Olga Andrea                       1836083

Silva Rodríguez Raúl Osvaldo               1657968

Treviño Murillo Bianca                          1672555

Vásquez Sánchez Martha Carolina     1625390

Zaragoza Palacios Nancy Yarely          1662159

Ciudad Universitaria, Lunes 20 de febrero del 2017.

INTRODUCCIÓN  

Termodinámica proviene de los vocablos griegos therme (calor) y dynamis (fuerza) por que se define como la ciencia que estudia la energía y sus trasformaciones.

La termodinámica aparece como ciencia con la construcción de las primeras máquinas atmosféricas de vapor, que fueron operadas con éxito en Inglaterra por Thomas Savery en 1697 y por Thomas Newcomen en 1712. Estas máquinas eran muy lentas e ineficientes.

Las leyes de la termodinámica son restricciones generales dentro de las cuales se efectúan las trasformaciones de energía. Estas leyes no se pueden demostrar en el sentido matemático, sino que su validez se basa en la experiencia. La primera y la segunda fueron postuladas en forma simultánea en 1850. Debido a los trabajos de William Rankine, Rudolph Clausius y Lord Kelvin (antes William Thomson).

Toda ciencia está basada en la experimentación por lo tanto requiere de mediciones, estas pueden ser fundamentales tales como: masa, longitud, tiempo, temperatura y derivadas como velocidad, volumen, energía. Las derivadas se expresan en función de las fundamentales.

Cada medición se puede expresar en diferentes unidades, por lo que se han creado varios sistemas de unidades: sistema inglés, también conocido como United States Customary System (USCS) y el métrico SI (Le Systeme International d’Unités) también llamado Sistema Internacional.

La termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y su capacidad para producir un trabajo; es considerada una de las herramientas más importantes en la ingeniería ya que se encarga de describir los procesos que implican cambios en la temperatura, la transformación de la energía y la relación entre calor y trabajo.

La energía es la capacidad para realizar trabajo, es decir una transformación de ellos mismos o en el entorno. El trabajo representa el proceso de transformación en sí.

Estos dos conceptos se encuentran relacionados por la expresión: W=ΔE=Ef−Ei, donde W es el trabajo y la unidad para representarlo en el S.I. es el Julio, en cuanto a ΔE=Ef−Ei representa el cambio de energía, el incremento, la energía final y la energía inicial del proceso respectivamente y su unidad de medida en el S.I. también es el Julio o Joule.

Las características de la energía son que ésta es constante, o sea que la cantidad de energía se conserva en cualquier proceso, es necesaria para que el sistema  pueda experimentar una transformación ya sea sobre sí mismo o sobre otros cuerpos, y que se representa en diferentes tipos y puede pasar de un tipo a otro.

Entre los diferentes tipos de energía resaltaremos los siguientes:

• Energía térmica: es la energía que se intercambia entre dos cuerpos que poseen diferentes temperaturas; el calor es una forma de energía que se transfiere unos cuerpos a otros como consecuencia de la diferencia de temperatura que existe entre ellos. Esta energía energía fluye de un cuerpo a otro hasta que ambos comparten la misma energía, en ese momento se detiene el flujo de calor de un cuerpo al otro y alcanzan lo que se conoce como equilibrio térmico.
• Energía potencial: es la energía que tienen los cuerpos cuando se encuentran en reposo y depende de la posición del objeto.
• Energía cinética: es la energía que posee todo cuerpo en movimiento.

• Trabajo: es el producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza. Mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo, por lo que puede decirse que el trabajo es energía en movimiento.

La presión es una fuerza ejercida sobre un cuerpo o superficie, dicha fuerza se aplica de manera perpendicular a la superficie, es decir en un ángulo de 90 grados.

La fórmula para calcular la presión es fuerza sobre área (, entonces se puede decir que si  se aplica una fuerza sobre una superficie pequeña tendremos una mayor presión que si se aplica esta misma fuerza sobre una superficie más grande.[pic 6]

Existen diferentes tipos de presión:

Atmosférica: Es la presión ejercida por el aire sobre la atmosfera, también es llamada presión barométrica  

Absoluta: Se mide en relación al cero absoluto, la presión absoluta es superior a la atmosférica y en caso de que sea menor se estaría hablando de depresión.

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Manométrica: Se define como la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica ()[pic 8]

Leyes de la termodinámica         

•  Ley cero de la termodinámica. Nos dice que cuando tenemos dos sistemas y estos tendrán un equilibrio térmico cuando al entrar en contacto ambos lleguen a una misma temperatura.

• Primera ley de la termodinámica. También conocida como la ley de la conservación de la energía, esta nos dice que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma, pasa de una forma a otra, un ejemplo de esto es

algo que vemos cotidianamente en muchos lugares, cuando prendemos un foco, la energía pasa de ser energía eléctrica a energía luminosa.  

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