Conceptos generales

UNIVERSIDAD NACIONAL
HERMILIO VALDIZÁN
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
E.A.P. INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
Curso: Termodinámica
Ing. Klinton J. Espinoza Benancio

1.1.- DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA.1.1.- DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA.
La termodinámica es la ciencia que estudia la energía, sus
transformaciones y las relaciones existentes entre las
propiedades de las sustancias, que permiten evaluar su
energía disponible, con el fin de obtener trabajo y/o calor, en
algunas máquinas, equipos o procesos térmicos.

1.1.- DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA.1.1.- DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA.
Esta ciencia es de carácter experimental y se basa en dos
principios fundamentales:
La primera ley de la termodinámica, que aborda el
concepto de la conservación de la energía.
La segunda ley de la termodinámica, que describe el
sentido espontáneo de realización de los procesos y
proporciona las herramientas para medir la calidad de la
energía y la eficiencia de las transformaciones
termodinámicas.

1.1.1.- Aplicaciones industriales de la termodinámica.1.1.1.- Aplicaciones industriales de la termodinámica.
 Caldera.
 Planta Simple de Vapor.
 Intercambiadores de calor.
 Generadores de Vapor.

Caldera:Caldera:
Las calderas de vapor son unas de las primeras
aplicaciones de los intercambiadores de calor. Con
frecuencia se emplea el término generador de vapor para
referirse a las calderas en las que la fuente de calor es una
corriente de un flujo caliente en vez de los productos de la
combustión a temperatura elevada.

Planta Simple de Vapor:Planta Simple de Vapor:
El vapor sobrecalentado a alta presión sale de la caldera,
que es un elemento del generador de vapor y entra a la
turbina. El vapor se expande en la turbina y mediante esto
efectúa un trabajo, lo cual hace que la turbina mueva un
generador eléctrico. El vapor a baja presión sale de la
turbina y entra al condensador, en donde el calor es
transmitido del vapor (haciendo que se condense) al agua
de enfriamiento. Debido a que se requieren cantidades muy
grandes de agua, las plantas de fuerza están situadas cerca
de los ríos o los lagos. Cuando el agua disponible es
limitada, podrá utilizarse una torre de enfriamiento. En la
torres de enfriamiento, parte del agua se evapora, de tal
modo que baja la temperatura del agua remanente. La
presión del condensado, al salir del condensador, se
aumenta por medio de una bomba que lo hace fluir dentro
del generador de vapor.

Planta Simple de Vapor:Planta Simple de Vapor:

Intercambiadores de calor:Intercambiadores de calor:
Un intercambiador de calor es un dispositivo diseñado para
transferir de manera eficiente el calor de un fluido a otro, sea
que estos estén separados por una barrera sólida o que se
encuentren en contacto. Son parte esencial de los
dispositivos de refrigeración, acondicionamiento de aire,
producción de energía y procesamiento químico.
Los intercambiadores de calor son comúnmente usados en
los procesos industriales de Ventilación Calentamiento,
Refrigeración y también de Aire acondicionado, debido a su
economía, construcción y operación.

Intercambiadores de calor:Intercambiadores de calor:

Generadores de Vapor:Generadores de Vapor:
Son instalaciones industriales que, aplicando el calor de un
combustible sólido, líquido o gaseoso, vaporizan el agua
para aplicaciones en la industria.

1.1.2.- Clasificación de la termodinámica.1.1.2.- Clasificación de la termodinámica.
 Termoquímica.
 Termo física.
 Termodinámica Industrial.

1.1.2.- Clasificación de la termodinámica.
Termoquímica
Termoquímica
La termoquímica es la vertiente de la termodinámica que
estudia los cambios de calor en procesos de cambio
químico, como lo son las reacciones químicas. Tratándose
de intercambios de calor, la magnitud más característica de
la termoquímica es el incremento de entalpía, es decir, la
variación de calor que se dará en el paso de reactivos a
productos. Estamos implicando, por lo tanto, la
consideración de sistemas termodinámicos abiertos, con
transferencia de materia entre fases.

Termo Física:
Termo Física:
Es parte de la física que estudia un calor. Estos fenómenos
son interpretados a partir de modelos de estructura de
materia de dos puntos de vista distintos, por ejemplo
complementarios como macroscópico (temperatura, energía
interna y presión) y microscópico (velocidad y energía
cinética de átomos y moléculas).

Termodinámica Industrial
Termodinámica Industrial
Una de las aplicaciones mas comunes es en centrales
termoeléctricas donde los ciclos de trabajo con vapor de
agua se utilizan para genera potencia mediante turbinas.

1.1.3.- Conceptos1.1.3.- Conceptos
 Sustancias de Trabajo.
 Sistemas Termodinámicos.
 Propiedades.
 Estado.
 Fases.
 Procesos.
 Ciclos termodinámicos.
 Ciclo de Trabajo.
 Densidades.
 Presiones.
 Temperaturas.
 Energía.

Sustancias de Trabajo: Es un fluido, que permite
almacenar o entregar energía. Es el medio de transporte de
la energía que está presente en todas las máquinas
térmicas y procesos termodinámicos. Por ejemplo: el vapor
de agua en una planta térmica, el aire en un compresor,
agua líquida en una bomba, mezcla de aire y combustible en
un motor a combustión interna, etc.
Sistemas Termodinámicos: Es una porción de materia o
espacio, que se aísla para su estudio. Existen dos clases de
sistemas:
Sistemas Cerrados.
Sistemas Abiertos.

Sistemas Cerrados: Son aquellos en el cual no hay
intercambio de masa con el ambiente. La cantidad de materia
del sistema permanece constante y encerrada.
Sistemas Abiertos: Son aquellos donde existe transferencia
de masa a través de los límites del sistema, es decir, existe
una circulación de fluido, que entra y sale del sistema
Propiedades: Es toda característica o atributo cuantificable
de una sustancia que permite evaluar cambios de energía.
Las propiedades termodinámicas más comunes son la
temperatura (T), la presión (p) y el volumen específico (v).
Otras propiedades que también se usan son la
•energía interna (u), la entalpía (h) y la entropía (s), todas
estas propiedades son independientes de la masa del sistema
o sustancia y se denominan propiedades intensivas.

Estado: Es la condición de una sustancia definida y
determinada por sus propiedades. Cada una de las propiedades
de una sustancia en un estado tiene un valor definido y tendrá
siempre el mismo valor en esa condición, sin importar la forma
corno alcanzó ese estado. Para definir el estado de una
sustancia pura se requiere conocer dos propiedades intensivas
independientes. Las restantes pueden determinarse de tablas,
gráficos o bien pueden calcularse.
Los estados termodinámicos pueden representarse en gráficos,
que tienen como coordenadas dos propiedades de estado. Por
ejemplo: diagramas P v/s V, h v/s S, T v/s S, P v/s h,etc.
Para representar un estado es necesario que el sistema se
encuentre en equilibrio termodinámico, es decir, en equilibrio
térmico, mecánico y químico, simultáneamente.

Fases: La fase es la característica física que puede poseer
una sustancia.
Las sustancias puras pueden encontrarse en tres fases
diferentes:
Sólido.
Líquido.
Gaseoso (gas o vapor.)
Para que una sustancia exista en una, dos o las tres fases
señaladas, depende exclusivamente de la presión y
temperatura que posea.

Procesos: Es todo cambio de estado que experimenta un
sistema, debido al intercambio de energía con el ambiente.
Algunos procesos se describen por el hecho de que una de
su propiedad permanece constante. El prefijo “iso” se usa
para indicar esta característica. Por ejemplo:
Proceso isotérmico. De temperatura constante.
Proceso isométrico. De volumen constante.
Proceso isobárico. De presión constante.
Proceso isoentálpico. De entalpía constante.
Proceso isoentrópico. De entropía constante.

Conceptos generales

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Conceptos generales

Similar a Conceptos generales (20)

Último

Último (20)

Conceptos generales