1era Ley de La Termodinamica (1)

1

Máquinas TérmicasDr. Jorge A. Olórtegui Yume, Ph.D.

1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica

Universidad Señor de Sipán

Maquinas Térmicas - Generalidades Dr. Jorge A. Olortegui Yume

ENERGIA CINETICA (EC o KE)

v1 v2


ENERGIA POTENCIAL GRAVITORIA (EPG o PE)

v1 v2

z2

z1


ENERGIA POTENCIAL ELASTICA EN RESORTES (EPE o PEelast)

lo

l2𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡 =

1

2𝑘𝛿2

𝛿 = 𝑙 − 𝑙2

∆𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡=1

2𝑘𝛿22−1

2𝑘𝛿21

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=QfpQYOLhgI9y9M&tbnid=NRNGsOYpynVe_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.btt.com.ar/nota/199/199728.shtml&ei=J507Upf1G4_o8QSbpoGoCA&bvm=bv.52434380,d.eWU&psig=AFQjCNHMbTWayfUljd_gyknUK629QHyoZw&ust=1379724958800464

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=QfpQYOLhgI9y9M&tbnid=NRNGsOYpynVe_M:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.btt.com.ar/nota/199/199728.shtml&ei=J507Upf1G4_o8QSbpoGoCA&bvm=bv.52434380,d.eWU&psig=AFQjCNHMbTWayfUljd_gyknUK629QHyoZw&ust=1379724958800464


TRABAJO MECANICO (W)

𝒓

𝒓 + 𝒅𝒓

𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹


TRABAJO MECANICO

2 Ejemplos de Trabajo


TRABAJO MECANICO

Es una integral inexacta

El trabajo no es una propiedad termodinámica


POTENCIA MECANICA

𝒓

𝒓 + 𝒅𝒓

𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹

v1 v2

dt

Potencia Instantánea


POTENCIA MECANICA

Potencia Transmitida por un eje


TRABAJO MECANICO

Trabajo de expansión o compresión

V

p

V1 V2

p1

p2


TRABAJO MECANICO



TRABAJO MECANICO



Ejemplo:


Ejemplo:


ENERGIA INTERNA (U)Suma de las energías de las moleculas de un sistema termodinámico

ROTACION VIBRACIONTRASLACION

nuclearesatomicaenlacevibracionrotaciontraslacionmolec EEEEEEEU

ENERGIA DE

ENLACE

ENERGIA

NUCLEAR


ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))

Depende unicamente de la temperature absoluta (T)


ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))

Calores especificos

𝐶𝑉 =𝜕𝑞

𝜕𝑇𝑉

A volumen constante

𝐶𝑃 =𝜕𝑞

𝜕𝑇𝑃

A presion constante

𝑑𝑞 = 𝐶𝑉𝑑𝑇

𝐶𝑉 =𝜕𝑢

𝜕𝑇𝑉

𝑑𝑢 = 𝐶𝑉𝑑𝑇

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤

𝑑𝑤 = 𝑝𝑑𝑣 = 0

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤 𝑑𝑞 = 𝐶𝑃𝑑𝑇

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑝𝑑𝑣

𝐶𝑉𝑑𝑇 = 𝐶𝑃𝑑𝑇 −𝑅

𝑃.𝑀.𝑅𝑑𝑇 𝐶𝑉 = 𝐶𝑃 − 𝑅


ENERGIA TOTAL DE UN SISTEMA (E)

𝐸 = 𝐸𝑖 = 𝐾𝐸 + 𝑃𝐸 + 𝑈


CALORForma de energía en tránsito, que se transfiere de regiones de mayor temperatura hacia regiones de menor temperatura

Unidades:SI: J (Joule o Julio)

cal (caloria o caloria pequeña) 1 J = 0.24 calC (caloria grande o Kcal) 1kcal =1000 calBTU (British Thermal Unit) 1BTU =252 cal

QQ

Q


CALOR

Es una integral inexacta

El calor no es una propiedad termodinámica


1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)

Para procesos en sistemas cerrados






En forma diferencial

En forma de rapidez de cambio instantáneo



Ejemplo:


Ejemplo:


Ejemplo:


Ejemplo:


Ejemplo:


Ejemplo:


Ejemplo: (1era ley Procesos en Sistemas Cerrados)


CICLO TERMODINAMICO

UN CICLO TERMODINAMICO ES UNA SECUENCIA DE PROCESOS TERMODINAMICOS QUE EMPIEZAN

Y TERMINAN EN EL MISMO ESTADO TERMODINAMICO

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=cilos+termodinamicos&source=images&cd=&cad=rja&docid=uO87y5HvGnsJsM&tbnid=b7VgeP4WCxX7zM:&ved=0CAUQjRw&url=http://laplace.us.es/wiki/index.php/Diagrama_T-S&ei=HzmDUZLjG9Pw0QHPmoCgBA&bvm=bv.45960087,d.dmg&psig=AFQjCNFw3IfFv-JIVNRlOizzOXhvLiDzHA&ust=1367640696629995



Para ciclos en sistemas cerrados

∆𝐸𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒= 0

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=TLL28Ha3PT3wyM&tbnid=79v2ZF2vDQ5IHM:&ved=0CAUQjRw&url=http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_termodin%C3%A1mico&ei=7LI7UsiRAoXu8ATT64CQCA&bvm=bv.52434380,d.eWU&psig=AFQjCNGlkJz4vzNNBxJVhsIpNKrijoJHQA&ust=1379730534931058


Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)











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