Este documento presenta conceptos fundamentales de la termodinámica. Explica que un sistema termodinámico es una cantidad de masa sobre la cual se estudia y puede ser cerrado u abierto. Luego resume la primera ley de la termodinámica, la cual establece que la energía total de un sistema cerrado se conserva y puede cambiar de forma pero no ser creada ni destruida. Finalmente, ofrece ejemplos de cómo aplicar esta ley para calcular cambios de energía interna y transferencia de calor en diferentes procesos termodiná

1. 1
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M

2. CONSIDERACIONES GENERALES DE LA
TERMODINÁMICA
Un sistema termodinámico se define como una cantidad de masa
sobre la cual se quiere hacer un estudio.
El sistema esta rodeado por el espacio exterior y separado de este
por medio de los limites del sistema.
Los sistemas pueden se cerrados O abiertos:
(Limites del sistema, volumen del sistema) (Superficie de control, volumen de
control)
2
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M

3. ENUNCIADO PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
 Establece el principio de la
conservación de la energía.
 La energía puede cambiar de una
forma a otra pero no puede ser creada
ni destruida.
 La energía total del universo
permanece constante.
 Las variaciones de energía en un
sistema cerrado es causada por el
intercambio de energía con la que lo
rodea. FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 3

4. PROCESO Y CICLO
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 4

5. MUESTRA INTUITIVA PRIMERA
LEY
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 5

6. ANÁLISIS DE LA PRIMERA LEY EN UN
PROCESO
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 6
•La cantidad de energía es la misma
para todos los procesos. Por lo tanto
depende solamente del estado inicial
y final y no de la trayectoria.

7. REPRESENTACIÓN DE LA PRIMERA
LEY PARA UN CABIO DE ESTADO
 E representa toda la energía del sistema en el estado
determinado, y puede estar presente en diversas formas de energía.
En el estudio de la termodinámica es conveniente considerar la
energía cinética y potencial por separado y las demás formas de
energía de la masa en energía interna
 E =U+Ec+Ep
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 7
Si consideramos una masa que inicialmente se encuentra en
reposo y sobre este sistema actúa una fuerza horizontal F y
la masa se mueve una distancia dx en la dirección de la
fuerza . Entonces no hay cambio de energía
potencial, consideramos no hay intercambio de calor y no hay
cambio de energía interna.

8. REPRESENTACIÓN DE LA PRIMERA
LEY PARA UN CABIO DE ESTADO
 Para la energía potencial se considera una masa en
reposo. Supongamos que esta masa se eleva una
cierta altura debido a la aplicación de una fuerza F con
velocidad constante, la energía interna no cambia y no
hay intercambio de calor.
FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 8
El cambio neto de energía del volumen del sistema siempre es
igual a la transferencia neta de energía a través de los limites como
calor y trabajo.

9. EJEMPLOS
 Un recipiente que contiene un fluido se agita
por medio de una rueda de paletas. El
trabajo que se suministra a la rueda de
paletas es de 5090 kJ. La transferencia de
calor desde el recipiente son 1500 kJ.
Considere el recipiente como limites del
sistema y determine el cambio de energía
interna de esta masa de control.
 Un recipiente que tiene un volumen de 5 m^3
contiene 0.05 m^3 de agua liquida saturada y
4.95 m^3 de vapor de agua saturada a 0.1
Mpa. Se transfiere calor hasta que el
recipiente se llena con vapor saturado.
Determine la transferencia de calor para
este proceso. FACULTAD DE INGENIERÍAS
INGENIERÍA MECATRÓNICA
E.A.M 9