SlideShare una empresa de Scribd logo
TERMODINÁMICA
Clase 02: Energía
PANTOJA-GUERRERO, R.A.
Marzo 1 de 2013
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 1 / 28
Contexto La energía a nivel mundial
Contexto Mundial
Fuente: International Energy Agency (2012)
La energía es fundamental para todas las actividades humanas, a nivel
mundial se obtiene de diversas fuentes
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 2 / 28
Contexto Energía en Colombia
Colombia
Fuente: Unidad de Planeación Minero-energética en Colombia UPME (2012)
En Colombia, la energía eléctrica principalmente se obtiene a partir de las
hidroeléctricas
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 3 / 28
Contexto Fuentes de la energía
Fuentes de energía
Fuente: http://www.earthlyissues.com/renew.htm
Según la fuente, la energía puede clasificarse como renovable o no
renovable.
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 4 / 28
Contexto Fuentes de la energía
Tipos de energía
Fuente: http://alessiobernardelli.wordpress.com/2011/05/12/i-really-want-a-free-copy-of-imindmap-5-ultimate/
La energía se presenta en múltiples formas según sea usada
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 5 / 28
Unidades de la energía y potencia Unidades de la energía en SI y USCS
Unidades de la Energía
Fuente: http://www.vfundude.com/2012/06/what-is-work-physics-and-definition-of-work/
Work = cosθ
−→
F .s
Unidades de energía del sistema internacional
1 J=1N.m=1kgm
s2
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 6 / 28
Unidades de la energía y potencia Unidades de la energía en SI y USCS
Unidades del sistema Inglés
Unidades de USCS y otras
1lb ft
s2 .ft = 1lbf.ft
1 BTU = 778.169 lbf.ft
1 BTU = 252 cal
1 cal = 4.1868 J
1 BTU = 1055.055056 J
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 7 / 28
Unidades de la energía y potencia Potencia
La potencia
Fuente: http://auto.howstuffworks.com/horsepower.htm
Definición
La potencia se define como la velocidad a la que se transforma la energía
Potencia=Energ«ıa
Tiempo
1W=1J
s 1HP = 550 lbf .ft
s
1 HP = 745.7 W 1kW.h = 1kJ
s x3600s = 3600kJ
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 8 / 28
Energía potencial y energía cinética Energía potencial
Energía potencial
Definición
Ep = mgz ep = gz
Tanto la energía cinética como la energía potencial dependen del estado
inicial y final (Son propiedades de estado)
Ep = EpFinal
− EPInicial
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 9 / 28
Energía potencial y energía cinética Energía cinética
Energía cinética
Definición
Ep = m
−→
V 2
2
ep =
−→
V 2
2
1
m2
s2
= 1
kg.m2
kg.s2
= 1 kg
m2
s2
1
kg
= 1
J
kg
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 10 / 28
La energía en forma de trabajo Definición de trabajo
Definición del trabajo
El trabajo NO es función de estado, depende de la trayectoria
termodinámica
δW =
−→
F.dx W1 2 =
ˆ
δW
La potencia está definida como
˙W =
δW
dt
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 11 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de eje o de torque
Trabajo de torque
El torque es el trabajo que se transfiere por el uso de un eje.
Wτ = (2π_τ)t _Wτ = 2π_Nτ
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 12 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo eléctrico
Trabajo eléctrico
El amperaje y el voltaje se multiplican para calcular la potencia transferida
por un dispositivo eléctrico o electrónico
WEE = (IV)t _WEE = IV
1W = 1 V.A.
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 13 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Trabajo de expansión y compresión
El trabajo de expansión y compresión sucede muchas veces en los motores de
combustión interna y es básico para entender otros fenómenos fisicoquímicos.
Durante la transferencia de trabajo, el volumen del sistema cambia. También
puede cambiar la presión o la temperatura.
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 14 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Ecuación básica para el trabajo de expansión
δW = −
−→
F dx
δW = −
−→
F dx A
A = −
−→
F
A A.dx
δW = −P.A.dx = −P.dV
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 15 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Trabajo de un proceso isobárico
Cuando la presión es constante...
δW = −P.dV P = cte.
ˆ
δW = −
ˆ
P.dV = −P
ˆ
dV
−P
ˆ
dV = −P V
ˆ
δW = −P V
W1 2 = −P V
V = V2 − V1
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 16 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Trabajo de un proceso isotérmico
Cuando el producto PV es constante...
δW = −P.dV PV = k P = k/V
ˆ
δW = −
ˆ
k
V
.dV = −k
ˆ
dV
V
−k
ˆ
dV
V
= −k.ln
V2
V1
ˆ
δW = −k.ln
V2
V1
W1 2 = −k.ln
V2
V1
k = P1V1 = P2V2
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 17 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Trabajo de un proceso politrópico
Para un proceso politrópico...
δW = −P.dV PV n
= k P = k.V −n
Donde n es una constante...la constante de un proceso politrópico
ˆ
δW = −
ˆ
PdV = −
ˆ
k.V −n
dV
−k
ˆ
V −n
dV = −k
V −n+1
2 − V −n+1
1
−n + 1
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 18 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Continuación...Trabajo politrópico
Continuación...
Como PV n = k y k = P1V n
1 = P2V n
2
−k
V −n+1
2 − V −n+1
1
−n + 1
=
(P2V n
2 )(V −n+1
2 ) − (P1V n
1 )(V −n+1
1 )
1 − n
ˆ
δW = −
ˆ
PdV = W1 2 =
(P2V2) − (P1V1)
1 − n
W1 2 =
(P2V2) − (P1V1)
1 − n
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 19 / 28
La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión
Unidades del producto PV
Muy importante!!!!!!!
PV [=]1 Pa.m3
= 1
N
m2
m3
= 1N.m = 1J
Si se usa el volumen específico...
Pv[=]1 Pa.m3
kg = 1 J
kg
Si se usa el volumen molar
P ˜V [=]1 Pa. m3
kgmol = 1 J
kgmol
En USCS??
1 psia.ft3 ????? BTU????? Joul?????
Y ESTAS CONVERSIONES SE USAN EN TODAS LAS ECUACIONES
PRECEDENTES!!!!!!!!
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 20 / 28
El Calor Definición de calor
El calor
Y entonces ¿Cual es la conclusión aquí?
Para que el calor pueda transferirse se requiere que exista una diferencia de
temperaturas a lo largo del espacio de transferencia.
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 21 / 28
El Calor Mecanismos de transferencia de calor
Los mecanismos de la transferencia de calor
Mecanismos de tranferencia de calor
CONDUCCIÓN: A través de un sólido, liquido o gas SIN movimiento neto
molecular
CONVECCIÓN: A través de un líquido o gas CON movimiento neto
RADIACIÓN: Es un fenómeno de ondas en el que no se requiere la materia
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 22 / 28
El Calor Diagramas PV, trabajo y calor...
Diagramas PV
El trabajo y el calor son funciones de trayectoria
Dependen del proceso termodinámico, de la forma de la ruta. NO
dependen de los estados inicial y final
ˆ
δW = W1 2
ˆ
δQ = Q1 2
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 23 / 28
Energía interna y entalpía. La energía interna U
Energía Interna
La energía interna: Propiedad termodinámica
Es una propiedad de las sustancias puras
Es la energía propia de las sustancias y contabiliza, internamente,
varias formas de energía...
Es la suma de energía intrínseca y extrínseca
Extrínseca como la energía cinética de rotación y traslación de las
moléculas respecto a un eje coordenado
Intrínseca como la energía de los átomos, los enlaces, el núcleo,
electrostática, magnética
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 24 / 28
Energía interna y entalpía. La energía interna U
Energía interna (Continuación...)
La energía interna U
Algunas de estas se pueden medir directamento y otras no son de fácil
medida
Todas estas energías se suman en una sola propiedad LA ENERGÍA
INTERNA U
Es útil en el balance de energía de sistemas cerrados...
ˆ
dU = U = U2 − U1
U[=]kJ u[=]
kJ
kg
˜U[=]
kJ
kgmol
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 25 / 28
Energía interna y entalpía. La entalpía H
La entalpía
La entalpía
Es una propiedad termodinámica bastante útil que está definida en
función de la energía interna, la presión y el volumen
También es una propiedad de estado
H ≡ U + PV
ˆ
dH = H = H2 − H1
h ≡ u + Pv H ≡ ˜U + P ˜V
Es una propiedad múy útil para evaluar sistemas abiertos (Donde hay
transporte de materia)
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 26 / 28
Labores de estudio independiente Lecturas obligatorias
Lecturas obligatorias
Incluir en la lectura la solución de los ejercicios de ejemplo.
1 Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2006). Thermodynamics: an
engineering approach. McGraw-Hill Higher Education.
Sección 2.1 hasta la Sección 2.6
2 Wark, K., & Richards, D. E. (2001). Termodinámica. McGraw-Hill.
Capítulo 2, con especial énfasis en el capítulo 2.6
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 27 / 28
Labores de estudio independiente Ejercicios propuestos
Ejercicios propuestos
Incluir en la lectura la solución de los ejercicios de ejemplo.
1 Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2006). Thermodynamics: an
engineering approach. McGraw-Hill Higher Education.
Ejercicios del 2.8 al 2.14
Ejercicios del 2.43 al 2.50
Ejercicios del 2.69 al 2.74
2 Wark, K., & Richards, D. E. (2001). Termodinámica. McGraw-Hill.
Ejercicio del 2.13 al 2.21I
Ejercicios del 2.39 a 2.65
Las respuestas a algunos de los ejercicios planteados están en el apéndice
respectivo (WARK) o incluso están en el enunciado planteado (WARK)
PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 28 / 28

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Primera ley de la termodinámica
Primera ley de la termodinámicaPrimera ley de la termodinámica
Primera ley de la termodinámica
Marcos Guerrero Zambrano
 
Parctica #6 termo
Parctica #6 termoParctica #6 termo
Parctica #6 termo
Jair Cartujano
 
Primera ley de la termodinamica unermb trujillo
Primera ley de la termodinamica unermb trujilloPrimera ley de la termodinamica unermb trujillo
Primera ley de la termodinamica unermb trujillo
DAVID ALEXANDER
 
Balances de energia
Balances de energiaBalances de energia
Balances de energia
gerardito8
 
Iiq 4 balances_energia_r_e.obs
Iiq 4 balances_energia_r_e.obsIiq 4 balances_energia_r_e.obs
Iiq 4 balances_energia_r_e.obs
Gaba Oliva
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
Carlos Gamarra
 
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamicaTema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
Sabena29
 
TERMODINAMICA: BACHILLERATO
TERMODINAMICA: BACHILLERATOTERMODINAMICA: BACHILLERATO
TERMODINAMICA: BACHILLERATO
ESPOL
 
Sistema Termodinámicos
Sistema TermodinámicosSistema Termodinámicos
Sistema Termodinámicos
Paola
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
elentropa
 
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UCPrimera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
Ronald Alexander Medina Pinto
 
Primera Ley. Diapositivas
Primera Ley. DiapositivasPrimera Ley. Diapositivas
Primera Ley. Diapositivas
pastorahidalgo1
 
Diapositivas c06 termoquimica
Diapositivas c06 termoquimicaDiapositivas c06 termoquimica
Diapositivas c06 termoquimica
Natalia Tello
 
Resumen termoquimica dispositivas
Resumen termoquimica dispositivasResumen termoquimica dispositivas
Resumen termoquimica dispositivas
Francisco Rodríguez Pulido
 
Introducción a la termodinámica
Introducción a la termodinámicaIntroducción a la termodinámica
Introducción a la termodinámica
angie031093
 
Calor y trabajo
Calor y trabajoCalor y trabajo
Presentación complementaria
Presentación complementariaPresentación complementaria
Presentación complementaria
SistemadeEstudiosMed
 
Calor Y Trabajo
Calor Y TrabajoCalor Y Trabajo
Calor Y Trabajo
marilys
 
Trabajo y Calor
Trabajo y CalorTrabajo y Calor
Trabajo y Calor
SistemadeEstudiosMed
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
Mario Robles
 

La actualidad más candente (20)

Primera ley de la termodinámica
Primera ley de la termodinámicaPrimera ley de la termodinámica
Primera ley de la termodinámica
 
Parctica #6 termo
Parctica #6 termoParctica #6 termo
Parctica #6 termo
 
Primera ley de la termodinamica unermb trujillo
Primera ley de la termodinamica unermb trujilloPrimera ley de la termodinamica unermb trujillo
Primera ley de la termodinamica unermb trujillo
 
Balances de energia
Balances de energiaBalances de energia
Balances de energia
 
Iiq 4 balances_energia_r_e.obs
Iiq 4 balances_energia_r_e.obsIiq 4 balances_energia_r_e.obs
Iiq 4 balances_energia_r_e.obs
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
 
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamicaTema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
Tema ii-primera-ley-de-la-termodinamica
 
TERMODINAMICA: BACHILLERATO
TERMODINAMICA: BACHILLERATOTERMODINAMICA: BACHILLERATO
TERMODINAMICA: BACHILLERATO
 
Sistema Termodinámicos
Sistema TermodinámicosSistema Termodinámicos
Sistema Termodinámicos
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
 
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UCPrimera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
Primera ley de la termodinámica para sistemas cerrados UC
 
Primera Ley. Diapositivas
Primera Ley. DiapositivasPrimera Ley. Diapositivas
Primera Ley. Diapositivas
 
Diapositivas c06 termoquimica
Diapositivas c06 termoquimicaDiapositivas c06 termoquimica
Diapositivas c06 termoquimica
 
Resumen termoquimica dispositivas
Resumen termoquimica dispositivasResumen termoquimica dispositivas
Resumen termoquimica dispositivas
 
Introducción a la termodinámica
Introducción a la termodinámicaIntroducción a la termodinámica
Introducción a la termodinámica
 
Calor y trabajo
Calor y trabajoCalor y trabajo
Calor y trabajo
 
Presentación complementaria
Presentación complementariaPresentación complementaria
Presentación complementaria
 
Calor Y Trabajo
Calor Y TrabajoCalor Y Trabajo
Calor Y Trabajo
 
Trabajo y Calor
Trabajo y CalorTrabajo y Calor
Trabajo y Calor
 
Balance de energia
Balance de energiaBalance de energia
Balance de energia
 

Destacado

Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y RacionalesTema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
pitipoint
 
Procesos y ciclos termodinámico
Procesos y ciclos termodinámicoProcesos y ciclos termodinámico
Procesos y ciclos termodinámico
יחזקאל בֶּן אַהֲרֹן
 
Limites al infinito
Limites al infinitoLimites al infinito
Limites al infinito
Nataly Alexandra Bautista
 
oscilaciones
oscilacionesoscilaciones
oscilaciones
Harold Urrea
 
Semana 8 movimiento armonico simple
Semana 8  movimiento armonico simpleSemana 8  movimiento armonico simple
Semana 8 movimiento armonico simple
Levano Huamacto Alberto
 
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
Edna Rocio Velasco Ahumada
 
Mallas
MallasMallas
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
Angel Rodriguez
 
2.3. tecnicas de conteo
2.3.  tecnicas de conteo2.3.  tecnicas de conteo
2.3. tecnicas de conteo
ITCM
 
DEFINICION DE DERIVADA
DEFINICION DE DERIVADADEFINICION DE DERIVADA
DEFINICION DE DERIVADA
yessy
 
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
pitipoint
 
Derivada por Definición
Derivada por DefiniciónDerivada por Definición
Derivada por Definición
Enely Freitez
 
Prueba De Admisión Universidad Nacional
Prueba De Admisión Universidad NacionalPrueba De Admisión Universidad Nacional
Prueba De Admisión Universidad Nacional
nitmos29
 
Técnicas de conteo
Técnicas de conteo Técnicas de conteo
Técnicas de conteo
Gerardo HG
 
Fisica II (santillana)
Fisica II (santillana)Fisica II (santillana)
Fisica II (santillana)
Miguel Leonardo Sánchez Fajardo
 
Ejemplo Examen de admisión Universidad de Cartagena.
Ejemplo Examen  de admisión Universidad de Cartagena.Ejemplo Examen  de admisión Universidad de Cartagena.
Ejemplo Examen de admisión Universidad de Cartagena.
laura Avila
 
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLEMOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
Marco Antonio Mamani
 
Circuito eléctrico.
Circuito eléctrico.Circuito eléctrico.
Circuito eléctrico.
Andres G. Mejia Acevedo
 
Ciclos termodinamicos-recopilación
Ciclos termodinamicos-recopilaciónCiclos termodinamicos-recopilación
Ciclos termodinamicos-recopilación
Martha Alicia Cabrera Luey
 
Fórmulas de derivadas inmediatas
Fórmulas de derivadas inmediatasFórmulas de derivadas inmediatas
Fórmulas de derivadas inmediatas
trionice
 

Destacado (20)

Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y RacionalesTema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
Tema 16 Funciones Potenciales, Polinomicas Y Racionales
 
Procesos y ciclos termodinámico
Procesos y ciclos termodinámicoProcesos y ciclos termodinámico
Procesos y ciclos termodinámico
 
Limites al infinito
Limites al infinitoLimites al infinito
Limites al infinito
 
oscilaciones
oscilacionesoscilaciones
oscilaciones
 
Semana 8 movimiento armonico simple
Semana 8  movimiento armonico simpleSemana 8  movimiento armonico simple
Semana 8 movimiento armonico simple
 
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
Examen 2008-jornada-3-examen-admision-universidad-de-antioquia-ude a-blog-de-...
 
Mallas
MallasMallas
Mallas
 
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
Trabajo de Calculo, Asintotas, Continuidad y Limites Trigonometricos. (Angel ...
 
2.3. tecnicas de conteo
2.3.  tecnicas de conteo2.3.  tecnicas de conteo
2.3. tecnicas de conteo
 
DEFINICION DE DERIVADA
DEFINICION DE DERIVADADEFINICION DE DERIVADA
DEFINICION DE DERIVADA
 
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
03.17 Funciones Lineales Y Cuadraticas
 
Derivada por Definición
Derivada por DefiniciónDerivada por Definición
Derivada por Definición
 
Prueba De Admisión Universidad Nacional
Prueba De Admisión Universidad NacionalPrueba De Admisión Universidad Nacional
Prueba De Admisión Universidad Nacional
 
Técnicas de conteo
Técnicas de conteo Técnicas de conteo
Técnicas de conteo
 
Fisica II (santillana)
Fisica II (santillana)Fisica II (santillana)
Fisica II (santillana)
 
Ejemplo Examen de admisión Universidad de Cartagena.
Ejemplo Examen  de admisión Universidad de Cartagena.Ejemplo Examen  de admisión Universidad de Cartagena.
Ejemplo Examen de admisión Universidad de Cartagena.
 
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLEMOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
 
Circuito eléctrico.
Circuito eléctrico.Circuito eléctrico.
Circuito eléctrico.
 
Ciclos termodinamicos-recopilación
Ciclos termodinamicos-recopilaciónCiclos termodinamicos-recopilación
Ciclos termodinamicos-recopilación
 
Fórmulas de derivadas inmediatas
Fórmulas de derivadas inmediatasFórmulas de derivadas inmediatas
Fórmulas de derivadas inmediatas
 

Similar a Clase 02 energía

Introducción a la termodinámica (1).pdf
Introducción a la termodinámica (1).pdfIntroducción a la termodinámica (1).pdf
Introducción a la termodinámica (1).pdf
ErmyCruz
 
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdfTRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
ALEXANDROCAYUBAMENDO
 
GUIA3trabajo y calor.pdf
GUIA3trabajo y calor.pdfGUIA3trabajo y calor.pdf
GUIA3trabajo y calor.pdf
Osman Castro
 
Formulario termo- 2014
Formulario  termo- 2014Formulario  termo- 2014
Formulario termo- 2014
Luis Villegas
 
Modulo 2 seminario 1 2016 pmg
Modulo 2 seminario 1 2016 pmgModulo 2 seminario 1 2016 pmg
Modulo 2 seminario 1 2016 pmg
paulamgonzalez
 
bloque_3_tema_6.1.pdf
bloque_3_tema_6.1.pdfbloque_3_tema_6.1.pdf
bloque_3_tema_6.1.pdf
JuniorFigueroa15
 
Balances de Energía 2022.pdf
Balances de Energía 2022.pdfBalances de Energía 2022.pdf
Balances de Energía 2022.pdf
ValeriaSilveira13
 
Investigación propiedades de fluidos
Investigación propiedades de fluidosInvestigación propiedades de fluidos
Investigación propiedades de fluidos
PaolaRuiz420422
 
Transporte y almacenaje de HCB
Transporte y almacenaje de HCBTransporte y almacenaje de HCB
Transporte y almacenaje de HCB
luis carlos saavedra
 
Mapa balance de energia
Mapa balance de energiaMapa balance de energia
Mapa balance de energia
AntonioTona
 
Sistema de refrigeracion
Sistema de refrigeracionSistema de refrigeracion
Sistema de refrigeracion
José Luis Ortiz
 
0506-FII-Corriente electrica y resistencia Circuitos de CC R22 (1).pdf
0506-FII-Corriente electrica y resistencia  Circuitos de CC R22 (1).pdf0506-FII-Corriente electrica y resistencia  Circuitos de CC R22 (1).pdf
0506-FII-Corriente electrica y resistencia Circuitos de CC R22 (1).pdf
JonatanBerger
 
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmaciaMaterial de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
Cesar García Najera
 
Segunda de termo
Segunda de termoSegunda de termo
Segunda de termo
quimicarosa
 
Clase1er principio
Clase1er principioClase1er principio
Clase1er principio
eduardopinoUSACH
 
Termodinamica feus
Termodinamica  feusTermodinamica  feus
Termodinamica feus
marina machaca humpire
 
Termoquímica
Termoquímica Termoquímica
Termoquímica
joaquinsal
 
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
JulianFuentes26
 
Termodinámica de Soluciones
Termodinámica de SolucionesTermodinámica de Soluciones
Termodinámica de Soluciones
Carlos Arcaya
 
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
RoggerTapia1
 

Similar a Clase 02 energía (20)

Introducción a la termodinámica (1).pdf
Introducción a la termodinámica (1).pdfIntroducción a la termodinámica (1).pdf
Introducción a la termodinámica (1).pdf
 
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdfTRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
TRANSPORTE APUNTES 2022 - rew.pdf
 
GUIA3trabajo y calor.pdf
GUIA3trabajo y calor.pdfGUIA3trabajo y calor.pdf
GUIA3trabajo y calor.pdf
 
Formulario termo- 2014
Formulario  termo- 2014Formulario  termo- 2014
Formulario termo- 2014
 
Modulo 2 seminario 1 2016 pmg
Modulo 2 seminario 1 2016 pmgModulo 2 seminario 1 2016 pmg
Modulo 2 seminario 1 2016 pmg
 
bloque_3_tema_6.1.pdf
bloque_3_tema_6.1.pdfbloque_3_tema_6.1.pdf
bloque_3_tema_6.1.pdf
 
Balances de Energía 2022.pdf
Balances de Energía 2022.pdfBalances de Energía 2022.pdf
Balances de Energía 2022.pdf
 
Investigación propiedades de fluidos
Investigación propiedades de fluidosInvestigación propiedades de fluidos
Investigación propiedades de fluidos
 
Transporte y almacenaje de HCB
Transporte y almacenaje de HCBTransporte y almacenaje de HCB
Transporte y almacenaje de HCB
 
Mapa balance de energia
Mapa balance de energiaMapa balance de energia
Mapa balance de energia
 
Sistema de refrigeracion
Sistema de refrigeracionSistema de refrigeracion
Sistema de refrigeracion
 
0506-FII-Corriente electrica y resistencia Circuitos de CC R22 (1).pdf
0506-FII-Corriente electrica y resistencia  Circuitos de CC R22 (1).pdf0506-FII-Corriente electrica y resistencia  Circuitos de CC R22 (1).pdf
0506-FII-Corriente electrica y resistencia Circuitos de CC R22 (1).pdf
 
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmaciaMaterial de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
Material de apoyo trabajo y energía para fisica 1 ciencias quimicas y farmacia
 
Segunda de termo
Segunda de termoSegunda de termo
Segunda de termo
 
Clase1er principio
Clase1er principioClase1er principio
Clase1er principio
 
Termodinamica feus
Termodinamica  feusTermodinamica  feus
Termodinamica feus
 
Termoquímica
Termoquímica Termoquímica
Termoquímica
 
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
5. Diapositivas, resumen de definiciones básicas y fundamento de la TERMODINÁ...
 
Termodinámica de Soluciones
Termodinámica de SolucionesTermodinámica de Soluciones
Termodinámica de Soluciones
 
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
3.TERMO.EPE-Primera Ley -cerrados-trabajo de frontera-17-2.ppt
 

Clase 02 energía

  • 1. TERMODINÁMICA Clase 02: Energía PANTOJA-GUERRERO, R.A. Marzo 1 de 2013 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 1 / 28
  • 2. Contexto La energía a nivel mundial Contexto Mundial Fuente: International Energy Agency (2012) La energía es fundamental para todas las actividades humanas, a nivel mundial se obtiene de diversas fuentes PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 2 / 28
  • 3. Contexto Energía en Colombia Colombia Fuente: Unidad de Planeación Minero-energética en Colombia UPME (2012) En Colombia, la energía eléctrica principalmente se obtiene a partir de las hidroeléctricas PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 3 / 28
  • 4. Contexto Fuentes de la energía Fuentes de energía Fuente: http://www.earthlyissues.com/renew.htm Según la fuente, la energía puede clasificarse como renovable o no renovable. PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 4 / 28
  • 5. Contexto Fuentes de la energía Tipos de energía Fuente: http://alessiobernardelli.wordpress.com/2011/05/12/i-really-want-a-free-copy-of-imindmap-5-ultimate/ La energía se presenta en múltiples formas según sea usada PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 5 / 28
  • 6. Unidades de la energía y potencia Unidades de la energía en SI y USCS Unidades de la Energía Fuente: http://www.vfundude.com/2012/06/what-is-work-physics-and-definition-of-work/ Work = cosθ −→ F .s Unidades de energía del sistema internacional 1 J=1N.m=1kgm s2 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 6 / 28
  • 7. Unidades de la energía y potencia Unidades de la energía en SI y USCS Unidades del sistema Inglés Unidades de USCS y otras 1lb ft s2 .ft = 1lbf.ft 1 BTU = 778.169 lbf.ft 1 BTU = 252 cal 1 cal = 4.1868 J 1 BTU = 1055.055056 J PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 7 / 28
  • 8. Unidades de la energía y potencia Potencia La potencia Fuente: http://auto.howstuffworks.com/horsepower.htm Definición La potencia se define como la velocidad a la que se transforma la energía Potencia=Energ«ıa Tiempo 1W=1J s 1HP = 550 lbf .ft s 1 HP = 745.7 W 1kW.h = 1kJ s x3600s = 3600kJ PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 8 / 28
  • 9. Energía potencial y energía cinética Energía potencial Energía potencial Definición Ep = mgz ep = gz Tanto la energía cinética como la energía potencial dependen del estado inicial y final (Son propiedades de estado) Ep = EpFinal − EPInicial PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 9 / 28
  • 10. Energía potencial y energía cinética Energía cinética Energía cinética Definición Ep = m −→ V 2 2 ep = −→ V 2 2 1 m2 s2 = 1 kg.m2 kg.s2 = 1 kg m2 s2 1 kg = 1 J kg PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 10 / 28
  • 11. La energía en forma de trabajo Definición de trabajo Definición del trabajo El trabajo NO es función de estado, depende de la trayectoria termodinámica δW = −→ F.dx W1 2 = ˆ δW La potencia está definida como ˙W = δW dt PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 11 / 28
  • 12. La energía en forma de trabajo El trabajo de eje o de torque Trabajo de torque El torque es el trabajo que se transfiere por el uso de un eje. Wτ = (2π_τ)t _Wτ = 2π_Nτ PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 12 / 28
  • 13. La energía en forma de trabajo El trabajo eléctrico Trabajo eléctrico El amperaje y el voltaje se multiplican para calcular la potencia transferida por un dispositivo eléctrico o electrónico WEE = (IV)t _WEE = IV 1W = 1 V.A. PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 13 / 28
  • 14. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Trabajo de expansión y compresión El trabajo de expansión y compresión sucede muchas veces en los motores de combustión interna y es básico para entender otros fenómenos fisicoquímicos. Durante la transferencia de trabajo, el volumen del sistema cambia. También puede cambiar la presión o la temperatura. PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 14 / 28
  • 15. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Ecuación básica para el trabajo de expansión δW = − −→ F dx δW = − −→ F dx A A = − −→ F A A.dx δW = −P.A.dx = −P.dV PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 15 / 28
  • 16. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Trabajo de un proceso isobárico Cuando la presión es constante... δW = −P.dV P = cte. ˆ δW = − ˆ P.dV = −P ˆ dV −P ˆ dV = −P V ˆ δW = −P V W1 2 = −P V V = V2 − V1 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 16 / 28
  • 17. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Trabajo de un proceso isotérmico Cuando el producto PV es constante... δW = −P.dV PV = k P = k/V ˆ δW = − ˆ k V .dV = −k ˆ dV V −k ˆ dV V = −k.ln V2 V1 ˆ δW = −k.ln V2 V1 W1 2 = −k.ln V2 V1 k = P1V1 = P2V2 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 17 / 28
  • 18. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Trabajo de un proceso politrópico Para un proceso politrópico... δW = −P.dV PV n = k P = k.V −n Donde n es una constante...la constante de un proceso politrópico ˆ δW = − ˆ PdV = − ˆ k.V −n dV −k ˆ V −n dV = −k V −n+1 2 − V −n+1 1 −n + 1 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 18 / 28
  • 19. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Continuación...Trabajo politrópico Continuación... Como PV n = k y k = P1V n 1 = P2V n 2 −k V −n+1 2 − V −n+1 1 −n + 1 = (P2V n 2 )(V −n+1 2 ) − (P1V n 1 )(V −n+1 1 ) 1 − n ˆ δW = − ˆ PdV = W1 2 = (P2V2) − (P1V1) 1 − n W1 2 = (P2V2) − (P1V1) 1 − n PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 19 / 28
  • 20. La energía en forma de trabajo El trabajo de expansión y compresión Unidades del producto PV Muy importante!!!!!!! PV [=]1 Pa.m3 = 1 N m2 m3 = 1N.m = 1J Si se usa el volumen específico... Pv[=]1 Pa.m3 kg = 1 J kg Si se usa el volumen molar P ˜V [=]1 Pa. m3 kgmol = 1 J kgmol En USCS?? 1 psia.ft3 ????? BTU????? Joul????? Y ESTAS CONVERSIONES SE USAN EN TODAS LAS ECUACIONES PRECEDENTES!!!!!!!! PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 20 / 28
  • 21. El Calor Definición de calor El calor Y entonces ¿Cual es la conclusión aquí? Para que el calor pueda transferirse se requiere que exista una diferencia de temperaturas a lo largo del espacio de transferencia. PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 21 / 28
  • 22. El Calor Mecanismos de transferencia de calor Los mecanismos de la transferencia de calor Mecanismos de tranferencia de calor CONDUCCIÓN: A través de un sólido, liquido o gas SIN movimiento neto molecular CONVECCIÓN: A través de un líquido o gas CON movimiento neto RADIACIÓN: Es un fenómeno de ondas en el que no se requiere la materia PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 22 / 28
  • 23. El Calor Diagramas PV, trabajo y calor... Diagramas PV El trabajo y el calor son funciones de trayectoria Dependen del proceso termodinámico, de la forma de la ruta. NO dependen de los estados inicial y final ˆ δW = W1 2 ˆ δQ = Q1 2 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 23 / 28
  • 24. Energía interna y entalpía. La energía interna U Energía Interna La energía interna: Propiedad termodinámica Es una propiedad de las sustancias puras Es la energía propia de las sustancias y contabiliza, internamente, varias formas de energía... Es la suma de energía intrínseca y extrínseca Extrínseca como la energía cinética de rotación y traslación de las moléculas respecto a un eje coordenado Intrínseca como la energía de los átomos, los enlaces, el núcleo, electrostática, magnética PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 24 / 28
  • 25. Energía interna y entalpía. La energía interna U Energía interna (Continuación...) La energía interna U Algunas de estas se pueden medir directamento y otras no son de fácil medida Todas estas energías se suman en una sola propiedad LA ENERGÍA INTERNA U Es útil en el balance de energía de sistemas cerrados... ˆ dU = U = U2 − U1 U[=]kJ u[=] kJ kg ˜U[=] kJ kgmol PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 25 / 28
  • 26. Energía interna y entalpía. La entalpía H La entalpía La entalpía Es una propiedad termodinámica bastante útil que está definida en función de la energía interna, la presión y el volumen También es una propiedad de estado H ≡ U + PV ˆ dH = H = H2 − H1 h ≡ u + Pv H ≡ ˜U + P ˜V Es una propiedad múy útil para evaluar sistemas abiertos (Donde hay transporte de materia) PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 26 / 28
  • 27. Labores de estudio independiente Lecturas obligatorias Lecturas obligatorias Incluir en la lectura la solución de los ejercicios de ejemplo. 1 Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2006). Thermodynamics: an engineering approach. McGraw-Hill Higher Education. Sección 2.1 hasta la Sección 2.6 2 Wark, K., & Richards, D. E. (2001). Termodinámica. McGraw-Hill. Capítulo 2, con especial énfasis en el capítulo 2.6 PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 27 / 28
  • 28. Labores de estudio independiente Ejercicios propuestos Ejercicios propuestos Incluir en la lectura la solución de los ejercicios de ejemplo. 1 Cengel, Y. A., & Boles, M. A. (2006). Thermodynamics: an engineering approach. McGraw-Hill Higher Education. Ejercicios del 2.8 al 2.14 Ejercicios del 2.43 al 2.50 Ejercicios del 2.69 al 2.74 2 Wark, K., & Richards, D. E. (2001). Termodinámica. McGraw-Hill. Ejercicio del 2.13 al 2.21I Ejercicios del 2.39 a 2.65 Las respuestas a algunos de los ejercicios planteados están en el apéndice respectivo (WARK) o incluso están en el enunciado planteado (WARK) PANTOJA-GUERRERO, R.A. () TERMODINÁMICA Clase 02: Energía Marzo 1 de 2013 28 / 28