Trabajo Termodinamica

TRABAJO COLABORATIVO DOS

TERMODINAMICA

GRUPO No. GRUPO: 201015_225

TRABAJO PRESENTADO A:

ANA ILVIA CAPERA

JIMMY RAUL DELGADO LEYVA

CODIGO: 7691929

CRHISTIAN ANDRES BERMEO DIAZ

CODIGO: 7722470

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

Noviembre de 2013

CONTENIDO

Página

INTRODUCCIÓN 3

1. OBJETIVOS 4

1.1 Objetivo General 4

1.2 Objetivos Específicos 4

2. CINCO SISTEMAS TERMODINÁMICOS REALES DE SU HOGAR O EMPRESA EN DONDE TRABAJA 5

3. CONSUMO DE GASOLINA, GAS O DIESEL DE UN AUTOMÓVIL, POR KILOMETRO RECORRIDO 9

4. PARA UNA NEVERA REAL 11

CONCLUSIONES 15

BIBLIOGRAFÍA 16

INTRODUCCIÓN

.

En el siguiente trabajo colaborativo 2 se desarrollarán los capítulos correspondientes a la unidad dos, la cual abarca, Trabajo, Segunda ley de la termodinámica. Con el fin de comprender todos los temas antes mencionados y que hacen parte de la Unidad los estudiantes de la UNAD universidad nacional abierta y a distancia, elaboráramos unos ejercicios propuestos por el tutor para que los estudiantes reconocieran y aprendieran de lo que se trata la termodinámica y que en forma de ejemplos y ejercicios podamos fortalecer nuestros conocimientos y que además ver que la termodinámica es utilizada en la cotidianidad y que por no poseer los conocimientos no se reconoce. La termodinámica es una rama de la física.

1. OBJETIVOS

Objetivo General

Indagar la temática de la Unidad 2 del módulo de Termodinámica con el fin de adquirir los conocimientos necesarios que nos permita resolver los diferentes problemas de aplicación de los conocimiento adquiridos.

Objetivos Específicos

• Conocer los principales conceptos de termodinámica de la unidad dos.

• Resolver los problemas que se nos plantan en la guía de actividades.

• Trabajar en grupo

CINCO SISTEMAS TERMODINÁMICOS REALES DE SU HOGAR O EMPRESA EN DONDE TRABAJA

Ejemplo 1: Una sandwichera 750 W : ahora lo convertimos en Kw , con el fin de expresar el consumo en Kwh . Así mismo con el resto de electrodomésticos:

750 W= 1kW/(1000 W)=0,75 kW

Ahora calculamos el tiempo de uso por día: 10 minutos, luego lo convertimos en hora:

10 Min= (1 hora)/(60 minutos)=0,16 h

Durante este tiempo y la cantidad de kw, tenemos que:

Consumo energetico dia=0,75 kw×0,16h=0,125 kWh

La entropía la expresamos como la energía consumida durante el tiempo que duro el calentamiento y la temperatura en K: teniendo en cuenta en cuenta que la sandwichera se encontraba a temperatura ambiental de 20°C y se calentó hasta 120°C.

1Wh=1j/s ×3600 s=3600j

0,125 ×3600s/1h=450j

∆ T=〖120〗^o C-2^0 C=〖100〗^0 C

∆T=373,15 K

∆S= Q/∆T= 450j/(373,15 K)=1,2 J⁄K

Ejemplo 2: un televisor 95 W

95 W=1KW/1000W=0,095 KW

Calculamos el tiempo de uso por día: 10 Horas

Durante este tiempo y la cantidad de Kw, tenemos que:

Consumo de energia dia=0,095kw ×10 h=0,095 kWh

La entropía la expresamos como la energía durante el tiempo que duro el calentamiento y la temperatura en K: teniendo en cuenta que el televisor se encontraba a temperatura ambiente de 20°C y se calentó hasta 40°C.

1 Wh=1j/S×3600s=3600j

0,95×3600s/1h=3420j

∆T=40^o C-20^o C=20^o C

∆T=293,15 K

AS=Q/∆T=3420J/(293,15K)=11,66 J⁄K

Ejemplo 3: una licuadora 500 W

500 W=1kW/(1000 W)=0,5 kW

Ahora calculamos el tiempo de uso por día: 5 minutos, lo convertimos a horas:

5 Min=1h/60Min=0,083h

Ahora durante este tiempo y la cantidad de Kw, tenemos que:

Consumo energetico dia=0,5 kW×0,083h=0,041 kWh

La entropía la expresamos como la energía consumida durante el tiempo que duró el calentamiento y la temperatura en K: teniendo en cuenta que la licuadora se encontraba a temperatura ambiente de 20°C y se calentó hasta 40°C.

1Wh=1j/S×3600s=3600j

0,041×3600s/1h=147,6j

∆T=40^O C-20^O C=20^O C

∆T=293,15 K

∆S=Q/∆T=(147,6j)/(293,15K)=0,5 J⁄K

Ejemplo 4: Cuanta energía eléctrica consume una lámpara que demora encendida 12 horas del día, conectada a una red eléctrica que circula a 7,9 Amperios y la Tensión es de 110 V.

Calculamos la potencia:

Potencia=voltaje×corriente=110×7,9 A

=869 Watts=0,869 kW

Para hallar el consumo de energía de la lámpara durante las 12 horas:

Consumo=0,869 ×12=10,428 kW

La entropía la expresamos como la energía consumida durante el tiempo que duró el calentamiento y la temperatura en K: teniendo en cuenta que la lámpara se encontraba a temperatura ambiente de 20°C y se calentó hasta 320°C.

1 Wh=1j/S×3600s=3600j

10,428×3600s/1h=37540,8j

∆T=320^O C-20^O C=300^O C

∆T=573,15 K

∆S=Q/∆T=(37540,8J)/(573,15 K)=65,49 J⁄K

Ejemplo 5: un Horno tostador 850W:

850 W=1kW/(1000 W)=0,85 kW

Ahora calculamos el tiempo de uso por día: 15 minutos, lo convertimos a horas:

15 Min=(1 hora)/(60 min)=0,25h

Ahora durante este tiempo y la cantidad de Kw, tenemos que:

Consumo energetico dia=0,85kW×0,25h=0,21kWh

La entropía la expresamos como la energía consumida durante el tiempo que duró el calentamiento y la temperatura en K: teniendo en cuenta que el horno se encontraba a temperatura ambiente de 20°C y se calentó hasta 210°C.

1 Wh=1j/S×3600s=3600j

0,21×3600s/1h=756j

∆T=210^O C-20^O C=1〖90〗^O C

∆T=463,15 K

∆S=Q/∆T=756J/(463,15 K)=1,63 J⁄K

3. CONSUMO DE GASOLINA, GAS O DIESEL DE UN AUTOMÓVIL, POR KILOMETRO RECORRIDO

Consumo de gasolina, gas o diésel de un vehículo, por kilómetro recorrido (indique su modelo, marca y cilindraje del motor) y ciclos termodinámicos que se están dando al interior de este vehículo.

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

CONSUMO DE GASOLINA, GAS O DIESEL DE UN AUTOMÓVIL, POR KILOMETRO RECORRIDO

Consumo de gasolina del Mazda 6 de 2.5 V, 4 puertas y de 170 CV, consume 1 galón (3.785412 litros) por cada 33 kilómetros recorridos.

C=(V*(1+α*(20 ℃-T_k )))/s*10

Donde:

C = Consumo de combustible (L⁄Km)

V = Volumen de combustible consumido (L)

α = Coeficiente de la distribución del combustible ((9.6X〖10〗^(-4))/℃)

T_k = Temperatura de carburante (℃)

s = Distancia recorrida (Km)

Suponiendo que la temperatura de la gasolina en el tanque permanece a 40, el consumo de un automóvil Mazda 6 de 2.5 V, 4 puertas y de 170 CV es:

C = (3.785412L*(1+(9.6X〖10〗^(-4))/℃*(20℃-40℃)))/33Km * 100

C = 11.25L/Km

Determine los ciclos que se están dando al interior de un vehículo

Se utilizan motores de ciclo de Otto los cuales realizan la transformación de energía calorífica en mecánica fácilmente utilizable en cuatro fases, durante las cuales un pistón que se desplaza en el interior de un cilindro efectúa cuatro desplazamientos o carreras alternativas y, gracias a un sistema biela-manivela, transforma el movimiento lineal del pistón en movimiento de rotación del árbol cigüeñal, realizando éste dos vueltas completas en cada ciclo de funcionamiento.

1. Admisión (Isobara) Se supone que la circulación de los gases desde la atmosfera al interior del cilindro se realiza sin rozamiento, por lo que no hay perdida de carga t por lo tanto la presión en el interior del cilindro durante toda esta carrera se mantiene constate e igual a la atmósfera.

2. Compresión (Adiabática) Se supone que como realiza muy rápidamente, el flujo operante no intercambia calor con el medio exterior por lo que la transformación puede ser considerada a calor constante.

3. Combustión (Isocora) Se supone que salta la chipa y se produce una combustión instantánea del combustible, produciendo una cantidad de calor Q1, al ser tan rápida se puede suponer que el pistón no se ha desplazado, por lo que el volumen de la transformación se mantiene constante.

4. Trabajo (Adiabática) Se supone que debido a la rapidez del giro del motor los gases quemados no tienen tiempo para intercambiar calor con el medio exterior, por lo que se puede considerar que sufre una transformación de calor constante.

Primera fase del escape (Isocora) Se supone que una apertura instantánea de la válvula se escapa, lo que genera una salida tan súbita de gases del interior del cilindro y una pérdida de calor Q2 que se permite considerar una transformación a volumen constaten.

Segunda fase del escape (Isobara) El pistón al desplazarse hacia al PMS provoca

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