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SISTEMA ABIERTO
ESTADO FLUJO
UNIFORME
SAEFU
2
Proceso de estado y flujo uniforme (EFU)
𝛿𝑄𝑣𝑐
𝛿𝑊𝑣𝑐
𝑧𝑒
𝑧𝑠
e
s
NR
𝑷 𝒆
𝑻 𝒆
𝒉 𝒆
𝒗 𝒆
𝑷 𝒔
𝑻 𝒔
𝒗 𝒔
𝒉 𝒔
Estado Inicial
𝑷𝒊
𝑻𝒊
𝒗𝒊
𝑽𝒊
𝒖𝒊
𝒎𝒊
Estado Final
𝑷 𝒔
𝑻 𝒔
𝒗 𝒔
𝑽 𝒔
𝒖 𝒔
𝒎 𝒔
CARACTERÍSTICAS
3
 Algunas variables cambian en función del tiempo.
 Existe variación de masa en elVC 𝒎𝒊  𝒎 𝒔
 Existe variación de energía en elVC 𝑬 𝒆  𝑬 𝒔
 Existe variación de entropía en elVC 𝑺 𝒆  𝑺 𝒔
 La intensidad con la que el calor y el trabajo fluyen a través de la
superficie de control permanece constante.
 La masa que entra es diferente a la masa que sale.
 La energía que entra es diferente a la energía que sale.
 El sistema puede moverse con respecto a un marco coordenado.
ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA
SAEFU
4
෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 𝑡 = 𝑚 𝑓 − 𝑚𝑖 σ
𝑚 𝑒
𝑡
− σ
𝑚 𝑠
𝑡
𝑡=𝑚 𝑓 − 𝑚𝑖
෍ 𝑚 𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒 = 𝑚𝑖 − 𝑚 𝑓 𝑚 𝑠 − 𝑚 𝑒 = 𝑚𝑖 − 𝑚 𝑓
Para varias entradas
y varias salidas
Para una entrada y una salida
෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 =
𝑑𝑚 𝑣𝑐
𝑑𝑡
න
0
𝑡
෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 𝑑𝑡 = න
𝑚 𝑖
𝑚 𝑓 𝑑𝑚 𝑣𝑐
𝑑𝑡
𝑑𝑡
5
LA 1° LEY DE LA TERMODINÁMICA PARA UN SAEFU
Partimos de la ecuación general:
𝑄 𝑣𝑐
ሶ − 𝑊𝑣𝑐
ሶ =
𝑑𝐸𝑣𝑐
𝑑𝑡
+ ෍ 𝑚 𝑠ሶ ℎ 𝑠 + 𝑒 𝑘𝑠 + 𝑒 𝑝𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒ሶ (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒 )
ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑑𝑡 =
𝑑𝐸 𝑣𝑐
𝑑𝑡
𝑑𝑡 + ෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑑𝑡
න
0
𝑡
ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑑𝑡 = න
𝐸 𝑖
𝐸 𝑓
𝑑𝐸 𝑣𝑐 + න
0
𝑡
෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑑𝑡
ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑡 = 𝐸𝑓 − 𝐸𝑖 + ෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑡
𝑄 𝑣𝑐 − 𝑊𝑣𝑐
= ෍ 𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒 ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒 + 𝑚 𝑓 𝑢 𝑓 +𝑒 𝑘𝑓 +𝑒 𝑝𝑓
− 𝑚𝑖 𝑢𝑖 +𝑒 𝑘𝑖 +𝑒 𝑝𝑖
6
Problema 1. Un tanque contiene Vss
a 9,18 kgf/cm2, del cual solamente
vapor es extraído. La capacidad del
tanque es de 1,3 m3 y se extrae
vapor hasta que la presión es de 1,53
kgf/ cm2. ¿Cuál es la masa de vapor
extraída del tanque?

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PLANIFICACION ANUAL 2024 - INICIAL UNIDOCENTE.docx
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Sistema abierto estado flujo uniforme

  • 2. 2 Proceso de estado y flujo uniforme (EFU) 𝛿𝑄𝑣𝑐 𝛿𝑊𝑣𝑐 𝑧𝑒 𝑧𝑠 e s NR 𝑷 𝒆 𝑻 𝒆 𝒉 𝒆 𝒗 𝒆 𝑷 𝒔 𝑻 𝒔 𝒗 𝒔 𝒉 𝒔 Estado Inicial 𝑷𝒊 𝑻𝒊 𝒗𝒊 𝑽𝒊 𝒖𝒊 𝒎𝒊 Estado Final 𝑷 𝒔 𝑻 𝒔 𝒗 𝒔 𝑽 𝒔 𝒖 𝒔 𝒎 𝒔
  • 3. CARACTERÍSTICAS 3  Algunas variables cambian en función del tiempo.  Existe variación de masa en elVC 𝒎𝒊  𝒎 𝒔  Existe variación de energía en elVC 𝑬 𝒆  𝑬 𝒔  Existe variación de entropía en elVC 𝑺 𝒆  𝑺 𝒔  La intensidad con la que el calor y el trabajo fluyen a través de la superficie de control permanece constante.  La masa que entra es diferente a la masa que sale.  La energía que entra es diferente a la energía que sale.  El sistema puede moverse con respecto a un marco coordenado.
  • 4. ECUACIÓN DE CONTINUIDAD PARA SAEFU 4 ෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 𝑡 = 𝑚 𝑓 − 𝑚𝑖 σ 𝑚 𝑒 𝑡 − σ 𝑚 𝑠 𝑡 𝑡=𝑚 𝑓 − 𝑚𝑖 ෍ 𝑚 𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒 = 𝑚𝑖 − 𝑚 𝑓 𝑚 𝑠 − 𝑚 𝑒 = 𝑚𝑖 − 𝑚 𝑓 Para varias entradas y varias salidas Para una entrada y una salida ෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 = 𝑑𝑚 𝑣𝑐 𝑑𝑡 න 0 𝑡 ෍ ሶ𝑚 𝑒 − ෍ ሶ𝑚 𝑠 𝑑𝑡 = න 𝑚 𝑖 𝑚 𝑓 𝑑𝑚 𝑣𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑡
  • 5. 5 LA 1° LEY DE LA TERMODINÁMICA PARA UN SAEFU Partimos de la ecuación general: 𝑄 𝑣𝑐 ሶ − 𝑊𝑣𝑐 ሶ = 𝑑𝐸𝑣𝑐 𝑑𝑡 + ෍ 𝑚 𝑠ሶ ℎ 𝑠 + 𝑒 𝑘𝑠 + 𝑒 𝑝𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒ሶ (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒 ) ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑑𝑡 = 𝑑𝐸 𝑣𝑐 𝑑𝑡 𝑑𝑡 + ෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑑𝑡 න 0 𝑡 ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑑𝑡 = න 𝐸 𝑖 𝐸 𝑓 𝑑𝐸 𝑣𝑐 + න 0 𝑡 ෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑑𝑡 ሶ𝑄 𝑣𝑐 − ሶ𝑊𝑣𝑐 𝑡 = 𝐸𝑓 − 𝐸𝑖 + ෍ ሶ𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ ሶ𝑚 𝑒 (ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒) 𝑡 𝑄 𝑣𝑐 − 𝑊𝑣𝑐 = ෍ 𝑚 𝑠 ℎ 𝑠 +𝑒 𝑘𝑠 +𝑒 𝑝𝑠 − ෍ 𝑚 𝑒 ℎ 𝑒 + 𝑒 𝑘𝑒 + 𝑒 𝑝𝑒 + 𝑚 𝑓 𝑢 𝑓 +𝑒 𝑘𝑓 +𝑒 𝑝𝑓 − 𝑚𝑖 𝑢𝑖 +𝑒 𝑘𝑖 +𝑒 𝑝𝑖
  • 6. 6 Problema 1. Un tanque contiene Vss a 9,18 kgf/cm2, del cual solamente vapor es extraído. La capacidad del tanque es de 1,3 m3 y se extrae vapor hasta que la presión es de 1,53 kgf/ cm2. ¿Cuál es la masa de vapor extraída del tanque?