Energía, definición, tipos. Definición de temperatura y las leyes de la termodinámica. Eficiencia de las máquinas térmicas

1. Energía

18. Consecuencias: 1. No existe ni puede existir nada capaz de generar energía 2. No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía. 3.-Si se observa que la cantidad de energía varía siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante

20. Ejemplo de cálculo Un carrito está situado en reposo en la cima de una montaña rusa de 30 m de altura. Si el carrito pesa un total de 500 kg., ¿qué velocidad tendrá en la parte más baja de la misma ? Solución: la energía total del sistema será la suma de las energías cinética y potencial, esto es; Et = Ek + Ep = ½ mv 2 + mgh En la cima, cuando la velocidad es cero, la energía total es igual a la energía potencial Et = Ep = m*g*h = 500kg * 9,8 m/s 2 * 30 m = 147.000 J En la parte más baja, la energía total será igual a la energía cinética Et = ½ mv 2 = ½ * 500 * v 2 Como la energía total se conserva, 250 v 2 = 147.000 J V = 24,24 m/s = 87 km/h

26. Termodinámica Es el estudio del calor y su transformación en Energía Mecánica

27. Energía Interna Es la energía total de un sistema, considerando la suma de la energía cinética y potencial de cada una de sus unidades componentes, inclusive la energía ·de existir” , E = mc2. Se denomina mediante la letra U A la termodinámica solamente le interesan los cambios en esta cantidad, no su valor absoluto, o matemáticamente  U = Uf-Ui

28. Primer Principio de la Termodinámica Cuando el calor fluye hacia o dentro de un sistema, el sistema gana o pierde una cantidad de energía igual al calor transferido También puede leerse: Calor agregado a un sistema = aumento de la energía interna + trabajo externo efectuado por el sistema Q =  U + W

31. Segunda ley de la termodinámica La primera ley nos aclaró que la energía no se pierde en un proceso . Sin embargo, cada vez que la energía es transferida o transformada, una parte de ella, y a veces toda, se vuelve menos útil. Finalmente, toda la energía se convierte en “energía de bajo nivel”

35. Máquinas Térmicas Cuando una máquina efectúa trabajo al funcionar entre dos temperaturas Tcaliente y T fría, sólo algo del calor tomado a T caliente se puede convertir en trabajo, y el resto es expulsado a T fría

36. Toda máquina térmica desperdicia algo de calor, aunque no tenga fricción. En 1824, Sadi Carnot demostró que la máxima fracción de energía consumida que puede convertirse en trabajo útil, aún en condiciones ideales, depende de la diferencia de temperaturas entre el reservorio caliente y el reservorio frío Eficiencia ideal = (Tcaliente – T fría) / Tcaliente