Trabajo Colaborativo 1 Termodinamica

Trabajo Colaborativo Uno

Termodinámica

Grupo no. (1)

Víctor Julián Morales Chacón CC. 1052398249

Angie Lizeth Vargas CC. 1052399627

Universidad nacional abierta y a distancia – UNAD

Escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería

Cead Duitama

18 de octubre de 2012

CONTENIDO

Página

Introducción 3

1. Objetivos 4

1.1 Objetivo General 4

1.2 Objetivos Específicos 4

2. Diez ejemplos de sistemas termodinámicos en el hogar con el cálculo de sus consumos energéticos 5

3. Comparación del consumo de energía eléctrica con el consumo de gas para hervir un litro de agua 9

4. siete ejemplos en el hogar o empresa en donde se realice un cálculo de trabajo en sistemas isotérmico, isobárico, isocórico y adiabático 10

Conclusiones 13

bibliografía 14

INTRODUCCIÓN

Es indispensable que al momento de abordar un curso conozcamos sus generalidades para irnos involucrando con la materia de tal forma que avancemos gradualmente para qué aprendamos a medida que aumenta su complejidad.

Termodinámica es un curso fundamental en nuestra carrera, ya que es aquella ciencia que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y trabajo entre otros.

Mediante este primer trabajo colaborativo reconoceremos algunas pautas y conceptos principales de este curso basándonos en el módulo que nos brinda la universidad para este curso, así mismo reconocer su estructura por medio de la realización de algunos procesos de sistemas termodinámicos, en donde se calcularan sus respectivos consumos energéticos; también se tendrán en cuenta el sistema isotérmico, isobárico, isocórico y adiabático.

1. OBJETIVOS

Objetivo General

Reconocer la temática del curso termodinámica, principalmente la primera unidad: ley cero, trabajo y primera ley de la termodinámica

Objetivos Específicos

- con ejemplos identificar los diferentes sistemas termodinámicas nuestro hogar

- calcular el consumo de energía y el trabajo en sistemas termodinámicos relacionados a nuestro entorno.

- comparar los consumos de energía en un procesos caloríficos

- tener claras las relaciones termodinámicas existentes en el entorno cotidiano.

- Identificar los sistemas termodinámicos de un hogar, con sus respectivos consumos energéticos.

- Aprender a realizar diferentes cálculos de trabajo en sistemas isotérmico, isobárico, isocórico y adiabático.

2. Diez ejemplos de sistemas termodinámicos en el hogar con el cálculo de sus consumos energéticos

Ejemplo 1: Plancha: Este es un instrumento eléctrico que transforma la energía a forma calorífica, pero su consumo energético depende de su potencia promedio y el tiempo de uso, el producto de los dos valores dará la energía de consumo del sistema.

La potencia nominal de la plancha es de 1KW y su uso es por 45 minutos, por lo tanto su energía consumida es:

E=1000 W*45min*(60s/min)=2700000 J=2.7 MJ

Ejemplo 2: Estufa eléctrica: Instrumento que basa su funcionamiento en la capacidad de disipación energética de alguno de sus materiales al ser expuestos a una corriente eléctrica, por lo cual esta posee un valor de potencia promedio, el cual debe multiplicarse por el tiempo de funcionamiento para hallar la energía disipada. Otra forma es llevar el registro de consumo energético por parte del contador, y este dará la energía consumida por la estufa.

Durante un día el contador registro el cambio de la siguiente forma:

hora Lectura en el contador

6:30 am 9491 KWh

7:30 pm 9497 KWh

Por lo tanto el consumo energético de la estufa fue de 6KWh que podemos transformar a julios o a calorías, en este caso a julios su equivalencia es:

6 KWh*((3,6 MJ)/1KWh)=21,6 MJ

Ejemplo 3: ventilador: es un sistema abierto donde se presenta un flujo constante de materia y energía.

Un ventilador consume 21.33 W en una hora de uso continuo, la energía expresada en julios es de:

E= 21.33 w/h ((3600 J)/(1 w⁄h))=76,788 KJ

Ejemplo 4: Estufa a gas: Este es un instrumento de transformación de energía en la que el gas se transforma en calorífica ante una reacción química, entre el combustible y el aire. Por lo tanto necesitamos conocer el grado energético del gas que regularmente se trata con un valor de 9300 Kcal por metro cubico, y con el contador de flujo se establece el volumen que pasa durante su consumo, con el producto de esta cantidad se conoce el consumo energético.

La estufa durante su operación diaria consume 2.1 m3 de gas por lo tanto la energía consumida es de:

E=(9300 Kcal/m^3 )*2.1m^3=19530 Kcal

Ejemplo 5: Sauna: En un sistema de generación de ambiente que se caracteriza por poseer una temperatura mayor a la del ambiente, para este fenómeno se cuenta con una caldera en la cual se consume cierta cantidad de energía, para el cálculo de este se debe conocer el volumen de combustible y el contenido energético por unidad de volumen del mismo, el producto de estas dos cantidades establece la energía promedio consumida.

El sauna consume un volumen de 7 galones diarios de gasolina, por lo tanto su energía consumida es:

7ga ((3.79 lt)/(1 ga))((1 m^3)/(1000 lt))=0.02653 m^3

E=(34.78 MJ/m^3 ) (0.02653m^3 )=0.9227 MJ

La energía consumida es de 0.9227 MJ

Ejemplo 6: Baño Turco: En un sistema de generación de ambiente que se caracteriza por poseer una temperatura mayor a la del ambiente, para este fenómeno se cuanta con una caldera en la cual se consume cierta cantidad de energía, para el cálculo de este se debe conocer el volumen de combustible y el contenido energético por unidad de volumen del mismo, el producto de estas dos cantidades establece la energía promedio consumida

El turco consume un volumen de 10 galones diarios de gasolina, por lo tanto su energía consumida es:

10ga ((3.79 lt)/(1 ga))((1 m^3)/(1000 lt))=0.0379 m^3

E=(34.78 MJ/m^3 ) (0.0379m^3 )=1,318 MJ

La energía consumida por el baño turco es de 1,318 MJ

Ejemplo 7: Sistema intercambiador de una piscina: En un sistema de generación de ambiente que se caracteriza por poseer una temperatura mayor

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