Subido por salvador villanueva

1ra Ley de la Termodinámica Presentacion

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RA
1
LEY DE LA
TERMODINÁMICA
Presentada por:
Ángeles Vega Oscar
Villanueva Vazquez Salvador
Definición de sistemas Abiertos y
Cerrados
■ Sistema abierto: es aquél que intercambia ■ Sistema cerrado: es aquél que intercambia
energía y materia con los alrededores.
energía (calor y trabajo) pero no materia con
los alrededores (su masa permanece
constante).
Cálculos energéticos en sistemas
Sistema
cerrado
Sistema abierto
En un recipiente liquido con las siguientes
características y teniendo en cuenta que en
tablas de agua liquida saturada tenemos un
Vesp= 1.036 x 10 -3 m3/kg Y una presión
de 70.183KPa.
m=50Kg
T=90°C
Se obtiene una entalpia especifica h3 de
667.22 kJ/kg . EN el primer calculo energía
de volumen de control.
En el segundo se obtuvo gracias a tablas
que la entalpia era de 377.04 kJ/kg.
Análisis la ecuación de la ley-Matemáticamente
La primera ley de la termodinámica en conceptos matemáticos:
Dónde;
= Calor suministrado al sistema [Cal, Joules]
= Incremento en la energía del sistema [ Cal, Joules]
= Trabajo realizado por el sistema [Cal, Joules]
Definir eficiencia térmica, ciclo
termodinámico y sus características
Se denomina ciclo termodinámico al proceso que tiene
lugar en dispositivos destinados a la obtención de
trabajo a partir de dos fuentes de calor a distinta
temperatura o, de manera inversa, a producir el paso de
calor de la fuente de menor temperatura a la fuente de
mayor temperatura mediante la aportación de trabajo.
Ciclo Otto
La eficiencia se utiliza para describir la
energía que un sistema puede extraer y
hacer útil de su fuente de energía. Entre
estos sistemas se encuentran las centrales
eléctricas, los motores y las turbinas.
Desarrollo de un ejercicio
Problema
Suponga que un sistema pasa de un estado a otro, intercambiando energía con su
vecindad. Calcule la variación de energía interna del sistema en los siguientes casos:
a) El sistema absorbe 100 cal y realiza un trabajo de 200 J.
b) El sistema absorbe 100 cal y sobre él se realiza un trabajo de 200 J.
c) El sistema libera 100 cal de calor al alrededor, y sobre él se realiza un trabajo de 200
J.
a) Para iniciar a resolver este inciso, debemos entender lo
que nos pide.
+ El sistema absorbe 100 cal , que convertiremos en Joules.
+ El sistema realiza el trabajo de 200 J.
Convertimos lo que absorbe el sistema:
𝟒. 𝟏𝟖𝑱
𝟏𝟎𝟎𝑪𝒂𝒍
= 𝟒𝟏𝟖𝑱
𝟏𝒄𝒂𝒍
Ahora esto nos indica que por fórmula tendremos:
∆𝑈 = 418𝐽 − 200𝐽 = 218𝐽
Observamos que la energía
interna del sistema aumenta
considerablemente a 218 J.
∆𝑈 = ∆𝑄 − ∆𝑇
b) Para este caso analizamos de la siguiente manera el inciso.
+ El sistema absorbe 100 cal
– El trabajo fue realizado sobre el sistema 200J
Por fórmula tenemos:
Por lo que ahora, tenemos
618 Joules, y observamos un
gran incremento de la
energía interna.
∆𝑼 = 𝟒𝟏𝟖𝑱 − −𝟐𝟎𝟎𝑱 = 𝟔𝟏𝟖𝑱
c) En este caso el sistema hace las dos versiones distintas al inciso a), pues aquí tenemos
el siguiente análisis.
– El sistema libera 100 cal [Se convierte a Joules]
– Se le aplica un trabajo sobre el sistema de 200 J
Por fórmula tendríamos algo así:
∆𝑼 = −𝟒𝟏𝟖𝑱 − −𝟐𝟎𝟎𝑱 = −𝟐𝟏𝟖𝑱
Vemos que la energía del sistema disminuye considerablemente, y esto es lógico
puesto que nada más recibió 200 J de energía y a su vez estaba liberando 418
Joules.
Aplicación en la industria
Eficiencia en una caldera utilizada en la industria
Sistemas de ahorro en calderas industriales
Precalentador de agua
permite ahorrar de un 2% a
un 12%.
Precalentador
de
aire
permiten ahorrar hasta un
5%.
La eficiencia de estos dispositivos debe mayor a 90%.
Una caldera es un recipiente metálico cerrado
que, aplicando el calor de algún combustible
sólido, líquido o gaseoso, produce vapor o
calienta un fluido a una temperatura superior a
la del ambiente y presión por encima de la
atmosférica
Las principales aplicaciones de las calderas de vapor se encuentran
en el sector agropecuario y la industria agroalimentaria, el sector
textil, el sector químico, la industria del papel y el caucho; el sector
de la arcilla, el vidrio y el hormigón; y el sector servicios. De forma
específica, las calderas de vapor se usan para el procesamiento de
carne y la fabricación de salchichas; el acabado o revestimiento de
hilados textiles, tejidos o artículos textiles confeccionados; la
producción de productos de química orgánica; la producción de
celulosa y papel; la producción de cristal o la producción de calor en
hoteles o lavanderías, entre otros muchos usos.
Gracias por su atención!!
Fuentes de Consulta
■ Eficiencia - Enciclopedia de Energia. (s. f.).
https://energyeducation.ca/Enciclopedia_de_Energia/index.php/Eficiencia
■ Innovación Docente Area MMT EINA-UZ. (2018, 23 mayo). Balance de energía en sistemas abiertos.
YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=5Eg1uWKKWlk
■ Julián, C. (2022, 21 noviembre). Leyes de la Termodinámica - Ejercicios Resueltos. Fisimat | Blog
de Física y Matemáticas. https://www.fisimat.com.mx/leyes-de-la-termodinamica/
■ Primer Principio de la Termodinámica. Sistemas termodinámicos. (s. f.).
https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/termo1p/sistema.html
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