TRABAJO COLABORATIVO 1 TERMODINAMICA

CONTENIDO

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INTRODUCCIÓN 3

1. OBJETIVOS 4

1.1 Objetivo General 4

1.2 Objetivos Específicos 4

2. CINCO SISTEMAS TERMODINÁMICOS EN EL HOGAR O EMPRESA EN DONDE TRABAJEN 5

CONCLUSIONES 9

BIBLIOGRAFÍA 10

INTRODUCCIÓN

Termodinámica se define como el campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos (conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable) de materia y energía. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puede describirse mediante variables termodinámicas, propiedades medibles como la temperatura, la presión o el volumen. Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de expansión térmica), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno. Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un proceso termodinámico.

La materia está en uno de los tres estados: sólido, líquido o gas: En los sólidos, las posiciones relativas (distancia y orientación) de los átomos o moléculas son fijas. En los líquidos, las distancias entre las moléculas son fijas, pero su orientación relativa cambia continuamente. En los gases, las distancias entre moléculas, son en general, mucho más grandes que las dimensiones de las mismas. Las fuerzas entre las moléculas son muy débiles y se manifiestan principalmente en el momento en el que chocan. Por esta razón, los gases son más fáciles de describir que los sólidos y que los líquidos

Mediante este primer trabajo colaborativo buscaremos algunos modelos y conceptos principales de este módulo que nos brinda la universidad y 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

1.1 Objetivo General

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

1.2 Objetivos Específicos

Identificar los diferentes sistemas termodinámicas ya sea de nuestro hogar o trabajo.

Calcular el consumo de energía y el trabajo en sistemas termodinámicos

2. CINCO SISTEMAS TERMODINÁMICOS EN EL HOGAR O EMPRESA EN DONDE TRABAJEN

Para cada sistema termodinámico se debe:

Identificar el sistema termodinámico y los alrededores del sistema.

Identificar si se trata de un sistema abierto, un sistema cerrado o un sistema aislado.

Indicar el tipo de proceso al que se está sometiendo el sistema: isotérmico, isobárico, isocórico o adiabático. Del total, debe haber al menos uno de cada uno.

Calcular consumos energéticos en donde quede claro el procedimiento utilizado, paso por paso.

Con base al tipo de proceso, calcule el trabajo realizado sobre el sistema.

Sistema termodinámico1:Recuerde utilizar el editor de fórmulas que trae incorporado Word (haga doble clic en la fórmula): x^2/ln(2) ∫▒x^2

Estufa a gas: Este es un instrumento de transformación de energía en lo cual el gas se transforma en energía calorífica ante la reacción química del combustible y el aire( Sistema Cerrado). Para calcular el consume energético se asume que el grado energético del gas es regularmente de un valor de 9300 Kcal por metro cubico, y por medio de un contador de flujo se establece el volumen que pasa durante su consumo, se dice entonces que una estufa en su operación diaria consume 2,1 metros cúbicos de gas, por lo tanto el consume energético seria:

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

La estufa a gas comprende un proceso Isobarico entonces hacemos ejemplo de cocción de un alimento, se dice entonces que se realiza un trabajo a presión constante de 1 atm, durante la cocción de un alimento donde se tiene un volumen de 10 lt de agua y al terminar queda con 9 lt de agua, por lo tanto el trabajo realizado seria:

w=P(V_2-V_1 )→w=1 atm( 9lt-10lt)= -1 atm.lt

Sistema termodinámico 2:

Refrigerador: Sabemos que el refrigerador es un aparato que utilizamos para enfriar o congelar, que ayuda a mantener conservados los alimentos para que no se pudran o derritan por el calor del ambiente.

Charles Tellier fue uno de los pioneros del producto. En 1876 acondicionó un buque para transportar carne refrigerada, permitiendo así el transporte en Europa y Argentina, algo que se veía imposible tiempos atrás. A pesar de la gran innovación de su invento, se vio poco animado ante la idea de exportarlo comercialmente. Tellier falleció en París casi en la miseria. Al transcurso de los años llegó una importante obra: "Historia de una invención moderna: el frigorífico".

El refrigerador coincide con un sistema aislado, es decir que no tiene ningún tipo de intercambio con el medio en su interior, es decir nada que pase fuera del refrigerador lo afectará. Sin embargo, dentro puede llegar a producir e intercambiar energía por sí mismo.

¿Cómo funciona? Pues bien, es un proceso bastante complejo:

La ley cero de la termodinámica nos dice: Cuando dos superficies a distinta temperatura entran en contacto, la superficie que está a mayor temperatura se (enfría) y la superficie a menor temperatura se (calienta). En el primer paso que realiza el refrigerador, gracias a la energía eléctrica, es que el líquido refrigerante, (generalmente hidroflourocarbonos) es evaporado y retira el calor que se encuentra dentro del aparato. Después el refrigerante viaja por una serie de rollos hacia el compresor, el cual se encarga de comprimirlo e incrementar su temperatura.

Luego, el líquido refrigerante debe pasar por la llamada válvula

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