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UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA INDUSTRIAL
CATEDRA: TERMOFLUIDOS
D.R PABLO REYES OVIOL
MOVIL: 04146290367
EMAIL. : pablo.reyes@urbe.edu.ve
web.:
www.pabloreyesoviol.wordpress.com
CRONOGRAMA DE EVALUACIONES
CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICO Y MECANICA DE LOS
FLUIDOS
DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA
En la Termodinámica se encuentra la explicación
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energía se conoce como transferencia de calor. Lo que está en tránsito,
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efectos que produce son posibles de observar y medir.
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Convección y por Radiación.
Conducción: la conducción es un
proceso mediante el cual fluye calor
desde una región de temperatura alta
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dentro de un medio (sólido, líquido o
gaseoso) o entre medios diferentes
en contacto físico directo.
Convección: es un proceso de transporte de
energía por la acción combinada de conducción
de calor, almacenamiento de energía y
movimiento de mezcla.
Radiación: es un proceso por el cual fluye calor
desde un cuerpo de alta temperatura a un cuerpo
de baja temperatura, cuando éstos están separados
por un espacio que incluso puede ser el vacío.
SISTEMA DE UNIDADES: DIMENSIONES Y UNIDADES.
La palabra dimensión se emplea refiriéndose a cualquier
cantidad susceptible de medición; entre dichas cantidades se puede
mencionar la longitud, el tiempo.
En un sistema de unidades las dimensiones se clasifican en
primarias y secundarias. Las primarias son las que permiten
establecer un sistema arbitrario de escalas de medición; las
secundarias consisten en dimensiones que se pueden expresar en
términos de las dimensiones de las cantidades primarias. Las
dimensiones secundarias se obtienen de las primarias utilizando una
ecuación que relacione cantidades físicas. Fuerza, masa, longitud y
tiempo están relacionadas por la segunda ley de Newton la cual
establece que la fuerza que actúa sobre un cuerpo es proporcional al
producto de su masa por la aceleración en la dirección de la fuerza
la cual se puede escribir como:
F= ma
𝐹 =
𝑚𝑎
𝑔𝑐
donde gc es una constante que
relaciona las unidades de fuerza,
masa, longitud y tiempo y que tiene
un valor numérico y dimensiones
dependiendo del sistema de unidades
escogido.
En ingeniería existen varios sistemas de unidades. Los más
comunes y mas utilizados son los siguientes:
Sistema Internacional S.I:
gc= 1
𝐾𝑔 .𝑚
𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 .𝑠2 1 newton= 1𝑁 =
𝐾𝑔 .𝑚
.𝑠2
Sistema Métrico de Ingeniería:
gc= 9,81
𝐾𝑔𝑚 .𝑚
𝐾𝑔𝑓 .𝑠2 1 Kgf= 1
1𝑙𝑏𝑚 .32,2 𝑝𝑖𝑒/ 𝑠2
𝑔𝑐
𝑠2
Un kilogramo fuerza (kgf) es la fuerza con la cual un
kilogramo masa (kgm) suspendido en un campo
gravitacional terrestre en donde la aceleración de gravedad
es 9.81 m/s2, es atraído por la Tierra.
Sistema Inglés:
gc= 32,2
𝑙𝑏𝑚 .𝑝𝑖𝑒
𝑙𝑏𝑓 .𝑠2 1 lbf= 1
1𝐾𝑔𝑚 .9,81 𝑚/ 𝑠2
𝑔𝑐
La definición dada al kgf se aplica a la libra fuerza (lbf)
tomando como aceleración de gravedad estándar 32.2 pie/s2.
EL FLUIDO COMO UN CONTINUO
Los fluidos están compuestos de moléculas que se
encuentran en movimiento constante pero en las aplicaciones de
Ingeniería nos interesa conocer el efecto global de las numerosas
moléculas que forman el fluido.
EL CAMPO DE VELOCIDADES
En el estudio del movimiento de los fluidos es necesario
considerar la descripción de un campo de velocidades.
Definición de densidad en un punto.
VISUALIZACION DE UN CAMPO DE FLUJO
Una partícula de fluido al moverse traza una curva llamada
trayectoria. Para determinar una trayectoria se puede identificar una
partícula en un instante de tiempo usando un colorante y tomar
fotografías de su movimiento. La línea trazada por la partícula
constituye una trayectoria.
SISTEMAS TERMODINÁMICOS
Un sistema termodinámico es una región determinada
del espacio o una cantidad finita de materia, claramente
diferenciada del medio circundante o alrededores, que
constituirán el resto del universo.
•Paredes aislantes: son las que no toleran interacción de ningún tipo entre el
sistema y el medio exterior; es decir, las paredes de esta clase no permiten
intercambios de energía calorífica, química, eléctrica, magnética, etc.
•
•Paredes adiabáticas: son aquellas que toleran intercambios energéticos de
origen esencialmente mecánico e impiden la transmisión de calórica.
•Paredes diatérmicas: son las que, a diferencia de las anteriores, toleran la
transferencia energética de naturaleza térmica, es decir, permiten el paso del
calor a su través y pueden o no tolerar los intercambios de cualquier otro tipo,
según los casos.
Por otra parte, desde el punto de vista de la naturaleza de la
interacción de los sistemas con el medio exterior, aquéllos suelen
clasificarse en cerrados o abiertos. Un sistema cerrado es el que
contiene una cantidad invariable de materia, pudiendo únicamente la
energía atravesar sus límites.
Es muy común llamar al sistema cerrado simplemente sistema y
al sistema abierto llamarlo volumen de control. En un volumen
de control la frontera se denomina superficie de control.
PROPIEDADES Y ESTADOS DE UN SISTEMA
Propiedad es cualquier característica observable de
un sistema. Algunos ejemplos de propiedades son
presión, temperatura, módulo de elasticidad, volumen y
viscosidad dinámica. Existen otras propiedades que no
pueden observarse directamente, pero que pueden
definirse mediante las leyes de la termodinámica. Dos
de estas propiedades son la energía interna y la
entropía.
PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS
Si se hubiese tomado como propiedad extensiva de
referencia el número de moles, la propiedad intensiva
se calificaría como específica molar; por ejemplo, el
volumen específico molar sería:
V=
𝑉
𝑛
Densidad: Se define como la masa por unidad de
volumen
Algunas veces la densidad de una sustancia se determina en
relación con la densidad de una sustancia mejor conocida. En ese
caso se llama densidad relativa o gravedad específica y es
definida como la relación entre la densidad de una sustancia y la
de una sustancia estándar a una temperatura específica. Agua a
4° C para la cual:
Esto es
La densidad relativa es una cantidad adimensional.
Volumen Específico: Es el recíproco de la densidad y se
define como el volumen por unidad de masa
Peso Específico: Es el peso de una sustancia por unidad de
volumen
Temperatura: Es la propiedad termodinámica que nos
indica cuando un cuerpo está <caliente> o <frío>.La
temperatura es una propiedad con la cual estamos todos
familiarizados pero que resulta difícil dar una definición
exacta.
Su definición clara se consigue al estudiar la Ley Cero de la
Termodinámica.
Presión: Se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de
superficie.
Así, si una fuerza F se ejerce sobre la superficie A y se distribuye
uniformemente sobre ella, la presión media será:

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clase 1 de termofluido 2022.pptx

  • 1. UNIVERSIDAD Dr. RAFAEL BELLOSO CHACIN FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA INDUSTRIAL CATEDRA: TERMOFLUIDOS D.R PABLO REYES OVIOL MOVIL: 04146290367 EMAIL. : pablo.reyes@urbe.edu.ve web.: www.pabloreyesoviol.wordpress.com CRONOGRAMA DE EVALUACIONES
  • 2. CONCEPTOS BASICOS DE TERMODINAMICO Y MECANICA DE LOS FLUIDOS DEFINICIÓN DE TERMODINÁMICA En la Termodinámica se encuentra la explicación racional del funcionamiento de la mayor parte de los mecanismos que posee el hombre actual.
  • 3. DEFINICIÓN DE MECÁNICA DE FLUIDOS El conocimiento y el entendimiento de los principios y conceptos básicos de la Mecánica de Fluidos son esenciales para el análisis y el diseño de cualquier sistema en el cual un fluido sea el medio de trabajo. Definición de un Fluido: Fluido es una sustancia que se deforma continuamente, cuando se le aplica una fuerza tangencial por muy pequeña que ésta sea.
  • 4. DEFINICIÓN DE TRANSFERENCIA DE CALOR Cuando hay un gradiente de temperatura en un sistema o cuando se ponen en contacto dos sistemas a diferentes temperaturas, se transfiere energía. El proceso por el cual tiene lugar el transporte de la energía se conoce como transferencia de calor. Lo que está en tránsito, llamado calor no puede ser medido u observado directamente, pero los efectos que produce son posibles de observar y medir. La Transferencia de Calor puede ser por Conducción, por Convección y por Radiación. Conducción: la conducción es un proceso mediante el cual fluye calor desde una región de temperatura alta a una región de temperatura baja dentro de un medio (sólido, líquido o gaseoso) o entre medios diferentes en contacto físico directo.
  • 5. Convección: es un proceso de transporte de energía por la acción combinada de conducción de calor, almacenamiento de energía y movimiento de mezcla. Radiación: es un proceso por el cual fluye calor desde un cuerpo de alta temperatura a un cuerpo de baja temperatura, cuando éstos están separados por un espacio que incluso puede ser el vacío.
  • 6. SISTEMA DE UNIDADES: DIMENSIONES Y UNIDADES. La palabra dimensión se emplea refiriéndose a cualquier cantidad susceptible de medición; entre dichas cantidades se puede mencionar la longitud, el tiempo. En un sistema de unidades las dimensiones se clasifican en primarias y secundarias. Las primarias son las que permiten establecer un sistema arbitrario de escalas de medición; las secundarias consisten en dimensiones que se pueden expresar en términos de las dimensiones de las cantidades primarias. Las dimensiones secundarias se obtienen de las primarias utilizando una ecuación que relacione cantidades físicas. Fuerza, masa, longitud y tiempo están relacionadas por la segunda ley de Newton la cual establece que la fuerza que actúa sobre un cuerpo es proporcional al producto de su masa por la aceleración en la dirección de la fuerza la cual se puede escribir como: F= ma 𝐹 = 𝑚𝑎 𝑔𝑐 donde gc es una constante que relaciona las unidades de fuerza, masa, longitud y tiempo y que tiene un valor numérico y dimensiones dependiendo del sistema de unidades escogido.
  • 7. En ingeniería existen varios sistemas de unidades. Los más comunes y mas utilizados son los siguientes: Sistema Internacional S.I:
  • 8. gc= 1 𝐾𝑔 .𝑚 𝑛𝑒𝑤𝑡𝑜𝑛 .𝑠2 1 newton= 1𝑁 = 𝐾𝑔 .𝑚 .𝑠2 Sistema Métrico de Ingeniería: gc= 9,81 𝐾𝑔𝑚 .𝑚 𝐾𝑔𝑓 .𝑠2 1 Kgf= 1 1𝑙𝑏𝑚 .32,2 𝑝𝑖𝑒/ 𝑠2 𝑔𝑐 𝑠2
  • 9. Un kilogramo fuerza (kgf) es la fuerza con la cual un kilogramo masa (kgm) suspendido en un campo gravitacional terrestre en donde la aceleración de gravedad es 9.81 m/s2, es atraído por la Tierra. Sistema Inglés: gc= 32,2 𝑙𝑏𝑚 .𝑝𝑖𝑒 𝑙𝑏𝑓 .𝑠2 1 lbf= 1 1𝐾𝑔𝑚 .9,81 𝑚/ 𝑠2 𝑔𝑐 La definición dada al kgf se aplica a la libra fuerza (lbf) tomando como aceleración de gravedad estándar 32.2 pie/s2.
  • 10. EL FLUIDO COMO UN CONTINUO Los fluidos están compuestos de moléculas que se encuentran en movimiento constante pero en las aplicaciones de Ingeniería nos interesa conocer el efecto global de las numerosas moléculas que forman el fluido. EL CAMPO DE VELOCIDADES En el estudio del movimiento de los fluidos es necesario considerar la descripción de un campo de velocidades. Definición de densidad en un punto.
  • 11.
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  • 13. VISUALIZACION DE UN CAMPO DE FLUJO Una partícula de fluido al moverse traza una curva llamada trayectoria. Para determinar una trayectoria se puede identificar una partícula en un instante de tiempo usando un colorante y tomar fotografías de su movimiento. La línea trazada por la partícula constituye una trayectoria.
  • 14. SISTEMAS TERMODINÁMICOS Un sistema termodinámico es una región determinada del espacio o una cantidad finita de materia, claramente diferenciada del medio circundante o alrededores, que constituirán el resto del universo.
  • 15. •Paredes aislantes: son las que no toleran interacción de ningún tipo entre el sistema y el medio exterior; es decir, las paredes de esta clase no permiten intercambios de energía calorífica, química, eléctrica, magnética, etc. • •Paredes adiabáticas: son aquellas que toleran intercambios energéticos de origen esencialmente mecánico e impiden la transmisión de calórica. •Paredes diatérmicas: son las que, a diferencia de las anteriores, toleran la transferencia energética de naturaleza térmica, es decir, permiten el paso del calor a su través y pueden o no tolerar los intercambios de cualquier otro tipo, según los casos.
  • 16. Por otra parte, desde el punto de vista de la naturaleza de la interacción de los sistemas con el medio exterior, aquéllos suelen clasificarse en cerrados o abiertos. Un sistema cerrado es el que contiene una cantidad invariable de materia, pudiendo únicamente la energía atravesar sus límites.
  • 17. Es muy común llamar al sistema cerrado simplemente sistema y al sistema abierto llamarlo volumen de control. En un volumen de control la frontera se denomina superficie de control.
  • 18. PROPIEDADES Y ESTADOS DE UN SISTEMA Propiedad es cualquier característica observable de un sistema. Algunos ejemplos de propiedades son presión, temperatura, módulo de elasticidad, volumen y viscosidad dinámica. Existen otras propiedades que no pueden observarse directamente, pero que pueden definirse mediante las leyes de la termodinámica. Dos de estas propiedades son la energía interna y la entropía.
  • 19. PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS Si se hubiese tomado como propiedad extensiva de referencia el número de moles, la propiedad intensiva se calificaría como específica molar; por ejemplo, el volumen específico molar sería: V= 𝑉 𝑛
  • 20. Densidad: Se define como la masa por unidad de volumen Algunas veces la densidad de una sustancia se determina en relación con la densidad de una sustancia mejor conocida. En ese caso se llama densidad relativa o gravedad específica y es definida como la relación entre la densidad de una sustancia y la de una sustancia estándar a una temperatura específica. Agua a 4° C para la cual: Esto es La densidad relativa es una cantidad adimensional.
  • 21. Volumen Específico: Es el recíproco de la densidad y se define como el volumen por unidad de masa Peso Específico: Es el peso de una sustancia por unidad de volumen Temperatura: Es la propiedad termodinámica que nos indica cuando un cuerpo está <caliente> o <frío>.La temperatura es una propiedad con la cual estamos todos familiarizados pero que resulta difícil dar una definición exacta. Su definición clara se consigue al estudiar la Ley Cero de la Termodinámica.
  • 22. Presión: Se define como la fuerza ejercida sobre la unidad de superficie. Así, si una fuerza F se ejerce sobre la superficie A y se distribuye uniformemente sobre ella, la presión media será: