Trabajo Colabortivo Termodinaica

RESUMEN PRINCIPALES FORMULAS DE TERMODINAMICA

FASE 1

En la primera fase cada estudiante debe elaborar un resumen con las principales formulas, por cada lección y capítulo, de la unidad uno del módulo de termodinámica.

Unidad 1. Ley cero, trabajo y primera ley de la termodinámica.

Lección 2. Ley cero de la termodinámica.

Escalas de Temperatura.

T(°C)=(5⁄(9)*(T(°F)-32))

T(°F)=(9⁄(5)*T(°C)+32)

T(R)=T(°F)+459.67

T(°K)=T(°C)+273.15

T(R)=(9⁄(5)*T(°K))

Lección 3. Calor.

Cantidad de calor transferida por unidad de masa.

q=Q/m

Tasa de transferencia de calor.

(Q ) ̇= Q/∆t

Transmisión de calor por conducción.

Q ̇= KtA ΔT/Δx

Ley de Fourier.

Q ̇=-KtA dT/dx

Transmisión de calor por convección.

Q ̇= hA(T_(s )-T_f)

Transmisión de calor por radiación.

Ley de Stefan - Boltzmann.

Q ̇max=σAT_s^4

Cuerpo negro.

Q ̇emitido=εσAT_s^4

Absorbancia.

α=Q_ab/Q_in

Tasa de transferencia de calor por radiación.

Q ̇=εσA(T_s^4-T_aire^4)

Lección 4.Ecuación de estado de gas ideal.

PV=nRT

PV ̅=RT

Ecuación de estado para gases reales.

Factor de compresibilidad.

Z= V_real/V_ideal

Z=P_(v real)/RT

Ecuación de estado teniendo en cuenta el comportamiento que representan los gases reales.

P_(v=) ZRT

Presiones de temperaturas reducidas.

P_r=P/P_c

T_r=T/T_c

Ecuación de Van der Waals.

P=RT/(V ̅-b)-a/V ̅^2

a=(〖27R〗^2 T_c^2)/〖64P〗_c

b=〖RT〗_c/〖8P〗_c

Lección 5. Ecuación de Estado.

Ecuación de Redlich – Kwong.

P=RT/(V ̅-b)-a/(V ̅(V ̅+b)T^0.5 )

a=(〖0.427R〗^2 T_c^2.5)/P_c

b=〖0.0866RT〗_c/P_c

Ecuación de Redlich – Kwong – Soave.

P=RT/(V ̅-b)-a/(V ̅(V ̅+b) T^0.5 ) {1+m[1-(T/T_c ) ^2 ] } ^2

Ecuaciones de estado de virial.

(PV ̅)/RT=A_0+A_1 P+A_2 P^2+A_3 P^3+⋯

(PV ̅)/RT=B_0+B_1/V ̅ +B_2/V ̅^2 +B_3/V ̅^3 +⋯

Capítulo 2. Lección 6.

Trabajo.

Trabajo en función de la fuerza por la distancia.

w=∫_1^2▒Fdx

Trabajo en función de la presión por el área.

w=∫_1^2▒PAdx

Trabajo en función de la presión por el volumen.

w=∫_1^2▒PdV

Trabajo en procesos isobáricos.

w=P∫_1^2▒dV

w=P(V_2-V_1 )

Trabajo en un proceso isobárico en función de la temperatura.

δw=PdV=nRdT

w=nR(T_2-T_1)

Trabajo en procesos isotérmicos.

Presión en función del volumen.

P=nRT/V

w=nRTln(V_2/V_1 )

Trabajo eléctrico.

w=VI∆_t

Trabajo debido a la tensión superficial.

w=2γ_s a∆_x

Trabajo de eje.

w=F_x=(τ/r)2πnr=2πnτ

Trabajo de resorte.

w=∫_1^2▒Kxdx

Trabajo en función del cambio de longitud del resorte.

w= 1/2 K(x_2^2-x_1^2 )

Trabajo gravitacional.

w=∫_1^2▒〖mgdy=mg(y_2-y_1)〗

Trabajo de aceleración.

w=1/2 m(v_2^2-v_1^2 )

Lección 8.Diagramas termodinámicos.

Diagrama PV. Equilibrio líquido vapor.

Volúmenes específicos.

Volumen específico del líquido saturado.

V_f=V_L/m_L

Volumen específico de vapor saturado.

V_g=V_V/m_V

Para cuantificar la proporción de vapor en una mezcla vapor líquido se utiliza una propiedad conocida como calidad:

x=m_V/m=m_V/(m_L+m_V )

Si se conoce el volumen específico global de la mezcla del líquido y vapor y los volúmenes específicos del líquido saturado y de vapor saturado:

V=V_f+xVfg

Lección 9. Propiedades intensivas y extensivas.

ρ=m/v

v=V/m

V ̅=V/n

PV ̅=RT

Lección 10. Capacidad calorífica.

C=δQ/dT

Capacidad calorífica a presión constante.

Entalpía.

H=U+pV

Cp=(∂H/∂T)_p

Relación entre capacidades caloríficas en gases ideales.

C_p=C_v+nR

C ̅_p=C ̅_v+R

Calor latente de fusión.

〖∆h〗_fusión=h_líquido-h_sólido

Calor transferido.

Q=∆H=n∆H ̅

Capítulo 3. Primera ley de la termodinámica.

Energía total del sistema.

E=E_c+E_p+U

Energía cinética.

E_c=1/2 mv^2

Energía potencial.

E_p=mgy

Calor transferido en un proceso isobárico.

h=H/m

Proceso isotérmico.

Q=nRTln(V_2/V_1 )

Proceso adiabático.

w=-∆∪

Lección 12. Entalpía.

H=∪+PV

Lección 13. Primera ley y reacciones químicas.

Q_R=∆H=H_productos-H_reactivos

Calor normal de formación.

∆〖H ̅°〗_f

Calor normal de combustión.

∆〖H ̅°〗_c

Lección 14. Ley de Hess.

∆H_R=∆H_1+∆H_2

Reacciones a volumen y temperatura constantes.

Q_R=∆∪

∆H=∆∪+∆nRT

Lección 15. Calor integral de disolución.

∆〖H ̅°〗_s

FASE 2

En la segunda fase cada estudiante debe responder las cinco preguntas que

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