El documento presenta una introducción a conceptos básicos de termodinámica. Explica que estudia la termodinámica, magnitudes y sistemas de unidades, y conceptos como sistema, estado, equilibrio, proceso y ciclo. También cubre temperatura, calor, trabajo, y las leyes cero, primero, segundo y tercero de la termodinámica.
La Termodinámica es la rama de la Física que estudia a nivel macroscópico las transformaciones de la energía, y cómo esta energía puede convertirse en trabajo (movimiento).
Históricamente, la Termodinámica nació en el siglo XIX de la necesidad de mejorar el rendimiento de las primeras máquinas térmicas fabricadas por el hombre durante la Revolución Industrial.
La Termodinámica es la rama de la Física que estudia a nivel macroscópico las transformaciones de la energía, y cómo esta energía puede convertirse en trabajo (movimiento).
Históricamente, la Termodinámica nació en el siglo XIX de la necesidad de mejorar el rendimiento de las primeras máquinas térmicas fabricadas por el hombre durante la Revolución Industrial.
Es parte de la física que
estudia los fenómenos de la
naturaleza envolviendo
energía, calor y trabajo.
También podemos definir
como la ciencia de la energí
Termodinamica en los Diagramas de FaseErick Connor
Efecto de las variables termodinámicas en las transformaciones de fase y la construcción de los diagramas de fase mas conocidos como diagramas de equilibrio.
Es parte de la física que
estudia los fenómenos de la
naturaleza envolviendo
energía, calor y trabajo.
También podemos definir
como la ciencia de la energí
Termodinamica en los Diagramas de FaseErick Connor
Efecto de las variables termodinámicas en las transformaciones de fase y la construcción de los diagramas de fase mas conocidos como diagramas de equilibrio.
ENERGÉTICA AVANZADA - 1Conceptos Básicos de Termodinámica.pdfElderMarinoMendozaOr
12. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES
12.1 Línea de alta tensión y acometida.
La función principal de la red subterránea de Alta Tensión es la de alimentar al
centro de transformación, desde la red eléctrica de la compañía suministradora, la cual
suministra energía al edificio cuando la instalación eléctrica funcione en un régimen
normal de funcionamiento. Esta línea está comprendida entre la Red de Distribución
Publica y el Centro de Transformación.
Se dispone de dos líneas para la acometida subterránea, ambas líneas de
entrada/salida, ya que así lo requiere la compañía suministradora según las Normas
Particulares y Condiciones Técnicas y de seguridad de la empresa distribuidora de
energía eléctrica, Endesa Distribución.
Cada línea se dispondrá con una terna de tres cables unipolares del tipo AL
Voltalene o similar, de aluminio, aislamiento de polietileno reticulado (XLPE), con
sección de 240 mm2 y de pantalla de 16 mm2 (equivalente en cobre) y una tensión de
servicio de 18/30 kV, los cuales van bajo tubo PE de doble capa con pared interior lisa y
160 mm de diámetro, cumpliendo con la norma de Endesa Distribución DND001 y las
especificaciones técnicas de materiales 670002.
Memoria descriptiva
12
FIGURA 12.1: Composición del cable del tipo AL VOLTALENE.
Para la proyección y ejecución de esta red subterránea se ha seguido todo lo
dictado en Reglamento Eléctrico de Líneas de Alta Tensión, más concretamente la
instrucción ITC-LAT-06.
Para la elección de los dispositivos de corte y protección, se tienen en cuenta las
condiciones dadas por el Reglamento Electrotécnico de BT.
La naturaleza de los servicios es de corriente alterna trifásica a 20 kV a una
frecuencia de 50Hz.
En cuanto a las intensidades de cortocircuito que podrá soportar la línea, estas
serán de 16 kA durante 1 segundo (intensidad de cortocircuito térmica), y de 40 kA
(intensidad de cortocircuito dinámica) para el valor de cresta, en redes de AT ante un
cortocircuito entre fases.
12.2 Centro de transformación
La acometida al mismo será subterránea, alimentando al centro mediante una
red de Alta Tensión, y el suministro de energía se efectuara a una tensión de servicio de
20 kV y una frecuencia de 50 Hz, siendo la Compañía Eléctrica suministradora Endesa
Distribución.
12.2.1. Características del material.
El centro de transformación objeto del presente proyecto será de tipo interior,
empleando para su aparellaje celdas prefabricadas bajo envolvente metálica según
norma UNE-EN 60298.
12.2.1.1. Local.
El Centro está ubicado en una caseta independiente destinada únicamente a esta
finalidad.
Memoria descriptiva
13
La caseta será de construcción prefabricada de hormigón tipo EHC-3T1D con
una puerta peatonal de Merlin Gerin, de dimensiones 7,500 x 2,500 y altura útil 2,535
mm., cuyas características se describen en esta memoria.
El acceso al C.T. esta restringido al personal de la Compañía Eléctrica
suministradora y al personal de mantenimiento especialmente autorizado. Se dispondrá
HPE presenta una competició destinada a estudiants, que busca fomentar habilitats tecnològiques i promoure la innovació en un entorn STEAM (Ciència, Tecnologia, Enginyeria, Arts i Matemàtiques). A través de diverses fases, els equips han de resoldre reptes mensuals basats en àrees com algorísmica, desenvolupament de programari, infraestructures tecnològiques, intel·ligència artificial i altres tecnologies. Els millors equips tenen l'oportunitat de desenvolupar un projecte més gran en una fase presencial final, on han de crear una solució concreta per a un conflicte real relacionat amb la sostenibilitat. Aquesta competició promou la inclusió, la sostenibilitat i l'accessibilitat tecnològica, alineant-se amb els Objectius de Desenvolupament Sostenible de l'ONU.
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1. MÓDULO 1.
TERMODINÁMICA
Tema 1. Introducción y conceptos
básicos
Curso de acceso al Grado en
Ingeniería en Electrónica y Automática Industrial
TERMODINÁMICA
2. Índice
Introducción
Qué estudia la termodinámica.
Magnitudes y sistemas de unidades.
Conceptos básicos
Peso, masa, volumen, densidad, volumen específico y presión.
Sistema, estado, equilibrio, proceso y ciclo.
Temperatura y escalas de temperatura.
Fenómenos de frontera: calor y trabajo.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
Leyes de la termodinámica
Temperatura y ley cero de la termodinámica.
Primer principio de la termodinámica.
Segundo principio de la termodinámica.
Tercer principio de la termodinámica.
3. Introducción
Tras el estudio de este capítulo, el alumno/a debe
familiarizarse con las diferentes magnitudes, unidades y sus
cambios, que se utilizan a lo largo de la asignatura para la
resolución de distintos problemas termodinámicos.
Introducción
Qué estudia la termodinámica.
Magnitudes y sistemas de unidades.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
4. Qué estudia la termodinámica
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
5. Magnitudes y sistemas de unidades
• Magnitud (física y química) es la propiedad de un objeto o de un
fenómeno físico o químico susceptible de tomar diferentes valores
numéricos. Por ejemplo, sea una tabla de 2 metros de largo. A esta medida se le
llama magnitud física. En este caso es una longitud y consta de dos partes:
• Unidad es la cantidad elegida para medir por comparación todas las
de su especie. Las leyes de la Física y la Química expresan relaciones entre
magnitudes, como, por ejemplo, longitud, tiempo, fuerza, temperatura o cantidad de
sustancia, y la medida de una magnitud como éstas exige compararla con cierto
valor unidad de la misma.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
Magnitud
(número)
Magnitud
(número) UnidadUnidad
2 m
6. El Sistema Internacional de Unidades (SI) consta de siete unidades básicas.
Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes básicas definidas
como básicas, a partir de las cuales se definen las demás.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
El Sistema Internacional de Unidades
(SI)
7. TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
El Sistema Internacional de Unidades.
Prefijos multiplicadores
8. TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
El alfabeto griego
Se introduce a continuación un alfabeto griego completo debido al
uso extensivo que se hace de sus letras (tanto mayúsculas como
minúsculas), en todo el desarrollo teórico y práctico de esta
asignatura.
9. Conceptos básicos
El objetivo de este capítulo es:
Repasar y definir las propiedades termodinámicas
más importantes.
Explicar los conceptos de sistema, estado,
equilibrio, proceso y ciclo.
Aprender las diferencias y similitudes entre el calor
y el trabajo como fenómenos de frontera.
Conceptos básicos
Peso, masa, volumen, densidad, peso específico y
presión.
Sistema, estado, equilibrio, proceso y ciclo.
Temperatura y escalas de temperatura.
Fenómenos de frontera: calor y trabajo.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
10. Peso, masa, volumen, densidad,
peso específico y presión
El peso es una fuerza: la fuerza gravitacional aplicada a un cuerpo y su
magnitud se determina a partir de la segunda ley de Newton.
P = Peso = m.g (N)
Donde m es la masa del cuerpo y g es la aceleración gravitacional local (g es
9,807 m/s2 al nivel del mar y latitud 45º).
La densidad se define como la masa por unidad de volumen:
Algunas veces la densidad de una sustancia se da como relativa a la
densidad de una sustancia bien conocida; se llama gravedad específica o
densidad relativa y se define como el cociente de la densidad de una
sustancia entre la densidad de alguna sustancia estándar a una temperatura
especificada (normalmente agua a 4ºC, para la que ρH2O = 1000 kg/m3). Es
decir:
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
( )3
m kgρ =
mV
( )
2
r
H O
ρ
ρ = adimensional
ρ
11. La presión se define como fuerza por unidad de superficie. Referida a fluidos se
define como una fuerza normal que ejerce un fluido por unidad de área. Se habla de
presión sólo cuando se trata de gas o líquido (fluidos), mientras que la contraparte de la
presión en los sólidos es el esfuerzo normal.
Las relaciones entre estas presiones se dan a continuación:
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
Peso, masa, volumen, densidad,
peso específico y presión
PMANOMÉTRICA = PABSOLUTA – PATMOSFÉRICA
PVACÍO = PATMOSFÉRICA - PABSOLUTA
La presión real en una determinada posición se denomina presión absoluta y se mide
respecto al vacío absoluto (es decir, presión cero absoluta).
Sin embargo la mayor parte de los dispositivos para medir la presión se calibran a cero
en la atmósfera, por lo que indican la diferencia entre la presión absoluta y la
atmosférica local; esta diferencia es la presión manométrica.
Las presiones por debajo de la atmosférica se conocen como presiones de vacío
12. Sistema, estado, equilibrio,
proceso y ciclo
Un sistema se define como una cantidad de materia
o una región en el espacio elegido para análisis.
También puede definirse como la parte del universo
escogida para experimentación.
Existen distintos tipos de sistemas termodinámicos:
Cerrados
Consta de una cantidad fija de masa y ninguna otra
puede cruzar su frontera.
Abiertos o volúmenes de control
Es una región elegida apropiadamente en el
espacio. Generalmente encierra un dispositivo que
tiene que ver con flujo másico, como un compresor,
turbina o tobera. Tanto la masa como la energía
pueden cruzar la frontera de un volumen de control.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
ALREDEDORES
SISTEMA
FRONTERA
SISTEMA
CERRADO
m = cte
SI
13. Sistema, estado, equilibrio,
proceso y ciclo
Cualquier cambio de un estado de equilibrio a otro
experimentado por un sistema es un proceso y la
serie de estados por los que pasa un sistema durante
este proceso es una trayectoria del proceso.
Procesos cuasiestáticos o de cuasiequilibrio
Son procesos que se desarrollan de tal manera que
todo el tiempo el sistema permanece
infinitesimalmente cerca de un estado de equilibrio.
Procesos estacionarios y transitorios
- Un proceso en flujo estable significa que no
experimenta cambios con el tiempo en sus
propiedades; también se denomina proceso en
régimen permanente o estacionario.
- Un proceso en régimen inestable o transitorio
(no estacionario) experimenta cambios con el
tiempo en sus propiedades y son procesos que en
la práctica de la ingeniería suelen corresponderse
con arranque y parada de máquinas o llenado y
vaciado de depósitos.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
Propiedad A
Propiedad B
Estado 1
Estado 2
Trayectoria de
proceso
Masa
saliente
Masa
saliente
Masa
entrante
Masa
entrante
VOLUMEN
DE
CONTROL
VOLUMEN
DE
CONTROL
16. Leyes de la termodinámica
El objetivo de este capítulo es:
Repasar y aclarar las cuatro leyes termodinámicas
en forma teórica.
Explicar algunos ejemplos de cada una de ellas.
Aprender las diferencias entre cada uno de los
principios de la termodinámica.
Leyes de la termodinámica
Temperatura y ley cero de la termodinámica.
Primer principio de la termodinámica.
Segundo principio de la termodinámica.
Tercer principio de la termodinámica.
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
17. Ley cero de la termodinámica
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
18. Primer principio de la termodinámica
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
19. Segundo principio de la termodinámica
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos
20. Tercer principio de la termodinámica
TERMODINÁMICA | Tema 1. Introducción y conceptos básicos