Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq

Termodinámica y energía
Pregrado
SESIÓN 01

Ingeniería
Industrial
CONTENIDO
1. Definiciones fundamentales
2. Energía: concepto, clases, usos en la industria
Teoría del caos y efecto mariposa
https://youtu.be/-_2LYenA9ak

Ingeniería
Industrial
Termodinámica
Parte de las ciencias físicas que basa su estudio en principios experimentales
firmemente establecidos y comprobados, a partir de los cuales se han obtenido leyes
que tratan sobre la transformación de la energía, pero en especial la del calor en
trabajo.
La termodinámica clásica estudia el
comportamiento macroscópico de la
materia, sin necesidad de una hipótesis
detallada de su estructura, ya que esto
último es motivo de estudio de la
termodinámica estadística.

Ingeniería
Industrial
Sistemas termodinámicos
La termodinámica en su estudio divide el universo en dos partes: sistema y medio
exterior.
El sistema se refiere a una cantidad definida de materia limitada por una superficie
denominada frontera, que puede ser real o imaginaria; según el proceso analizado.
El sistema puede ser:
Homogéneo, y la composición interna posee las mismas propiedades en toda su
extensión, como sucede en los gases, líquidos y sólidos.
Heterogéneo, en los casos en que coexisten dos fases como en los vapores con
presencia de líquido.

Ingeniería
Industrial
Modelo del sistema termodinámico

Ingeniería
Industrial
Por su interacción con el medio exterior los sistemas pueden ser:
Cerrado. Cuando durante su evolución no intercambia masa a través de su frontera con el medio
exterior; pero sí energía; como es el caso del cilindro de una máquina de combustión interna en dónde
la frontera es real. Hola como la cantidad de materia involucrada se mantiene fija, también recibe el
nombre de masa de control.
Aislado. Cuando no hay intercambio a través de la frontera, ya sea que se trate de energía o
transporte de materia. Todo sistema considerado conjuntamente con el medio exterior, constituye un
sistema aislado. Se le considera un tipo especial de sistema cerrado que no interacciona en ninguna
forma con el entorno.
Abierto. Cuando la masa y energía circulan atravesando la frontera, como es el caso de compresores
o turbinas. Debido a que la masa puede cruzar la frontera de un volumen definido, también se le
denomina volumen de control.
Cuando se emplean los términos masa de control y volumen de control la frontera del sistema recibe el
nombre de superficie de control.

Ingeniería
Industrial
Ejemplo de sistema
cerrado (masa de
control). Gas contenido
en un dispositivo
cilindro pistón.
Ejemplo de volumen de control, (sistema abierto). Motor de un automóvil.

Ingeniería
Industrial

Ingeniería
Industrial
Sistemas aislados: (a) Cámara hiperbárica
de descompresión, (b) Universo, (c) Bóveda,
(d) Traje de astronauta
(a)
(b)
(c) (d)

Ingeniería
Industrial
Descripción de los sistemas
Para describir un sistema y predecir su comportamiento necesitamos conocer un conjunto de
propiedades y cómo se relacionan entre sí.
Propiedades. Son características macroscópicas de un sistema tales como masa, volumen, energía,
presión y temperatura a las que pueden asignarse valores numéricos en un instante dado, sin un
conocimiento previo de la historia del sistema.
Estado. Expresa la condición de un sistema definida por el conjunto de sus propiedades. Puesto que
existen relaciones entre dichas propiedades, el estado puede especificarse con valores de un
subconjunto de las mismas y todas las demás pueden determinarse a partir de ese subconjunto.
Proceso. Es una transformación de un estado a otro. Cuando cualquiera de las propiedades de un
sistema cambia, su estado también cambia. Si ninguna de sus propiedades cambia con el tiempo se
dice que el sistema se encuentra en estado estacionario.
Trayectoria del proceso. Es cuál es la serie de estados por los que pasa el sistema durante un
proceso.

Ingeniería
Industrial
Propiedades: p, V
Estados: 1, 2, 3, 4
Procesos: 1-2 ; 2-3 ; 3-4 ; 4-1
Ciclo termodinámico: 1 – 2 – 3 – 4 – 1
Ciclo termodinámico. Es una secuencia de procesos que empieza y termina en el mismo estado. Al final
de un ciclo todas las propiedades tienen los mismos valores que tenían al principio. Por tanto, el sistema
no experimenta cambio de estado alguno al finalizar el ciclo.

Ingeniería
Industrial
Postulado de estado. “El estado de un sistema compresible
simple se especifica por completo mediante dos propiedades
intensivas independientes”.
Sistema compresible simple. Se considera así cuando el sistema
carece de efectos eléctricos, magnéticos gravitacionales, de movimiento
y tensión superficial. De lo contrario, sería necesario especificar una
propiedad adicional para cada efecto importante.
Propiedades intensivas independientes. Cuando una de ellas puede
variar mientras la otra se mantiene constante. Por ejemplo:
• La temperatura y el volumen específico son propiedades independientes, y
juntas fijan el estado de un sistema compresible simple.
• La temperatura y la presión son propiedades independientes para sistemas
de una sola fase.
Pero, la temperatura y la presión son propiedades dependientes para sistemas multifase, como es el caso de la temperatura
de ebullición del agua que varía con la presión atmosférica. Por ese motivo, durante un proceso de cambio de fase, la temperatura
y la presión no son suficientes para fijar el estado de un sistema de dos fases.

Ingeniería
Industrial
Una magnitud es una propiedad si, y solo sí, su cambio de valor entre dos estados es
independiente del proceso.
Por tanto, si el valor de una magnitud particular depende de los detalles del proceso y no solamente de
los estados inicial y final, tal magnitud no puede ser una propiedad.
Propiedades extensivas. Si su valor para un sistema es la suma de los valores correspondientes a las
partes en que se subdivida; por tanto, dependen del tamaño o extensión del sistema. La masa, el
volumen, la energía son ejemplos de propiedades que dependen del tamaño de un sistema.
Propiedades intensivas. Sus valores son independientes del tamaño o extensión de un sistema y
pueden variar de un sitio a otro dentro del sistema en un instante dado. El volumen específico, la presión
y la temperatura son propiedades intensivas relevantes en termodinámica.
Las propiedades intensivas pueden ser función de la posición y del tiempo, mientras que las
propiedades extensivas varían fundamentalmente con el tiempo.

Ingeniería
Industrial
Comúnmente, las letras mayúsculas se usan para denotar
propiedades extensivas (con excepción de la masa m) y las
minúsculas para las intensivas (con excepción la presión P y la
temperatura T).
Las propiedades extensivas por unidad de masa se convierten
en propiedades intensivas y se denominan propiedades
específicas. Por ejemplo, el volumen específico (v = V/m) y la
energía total específica (e = E/m).

Ingeniería
Industrial
Para referirnos a la naturaleza física de la materia en un sistema usamos estas definiciones:
Fase. Se refiere a la cantidad de materia que es homogénea en toda su extensión tanto en la
composición química como en la estructura física. Un sistema puede contener una o más fases.
Cuando hay más de una fase, estas están separadas por los límites de las fases.
Sustancia pura. Es aquella que es uniforme e invariable en su composición química. Puede existir en
más de una fase, pero su composición química debe ser la misma en cada fase.
La termodinámica pone su mayor énfasis en los estados de equilibrio y en los cambios de un estado de
equilibrio a otro.
Equilibrio. Implica una condición de balance mantenido por una igualdad de fuerzas opuestas. En
termodinámica la condición de equilibrio completo se satisface con el equilibrio mecánico, el térmico,
el de fases y el químico.
Estado de equilibrio. Se produce en un sistema cuando no hay cambios en sus propiedades
observables.

Ingeniería
Industrial
Equilibrio mecánico. Se produce cuando no hay cambio de
presión en alguno de los puntos del sistema. Sin embargo,
puede variar con la elevación por efectos gravitacionales.
Equilibrio térmico. Si tiene la misma temperatura en todo el
sistema. Es decir, no hay diferencias de temperatura que
ocasionen flujo de calor.
Equilibrio de fases. Cuando la masa de cada fase alcanza un
nivel de equilibrio y permanece constante.
Equilibrio químico. Y la composición química no cambia con el
tiempo; es decir, no ocurren reacciones químicas.
Un sistema no estará en equilibrio a menos que se satisfagan
los criterios de equilibrio necesarios.

Ingeniería
Industrial
En un proceso real, alguno o todos los estados pueden ser de no equilibrio; en cuyo caso estamos
limitados a conocer el estado inicial y el estado final una vez haya terminado el proceso.
Estado de no equilibrio. Muestran, normalmente, variaciones espaciales en las propiedades
intensivas en un momento dado. También pueden variar con el tiempo para una posición determinada,
a veces de modo caótico. En algunos casos estas variaciones pueden medirse con precisión, en otros;
la información deberá obtenerse resolviendo ecuaciones diferenciales.
Proceso de cuasiequilibrio (o cuasiestático). Cuando el proceso se desvía del equilibrio
termodinámico en un modo infinitesimal. Todos los estados por los que el sistema pasa en un proceso
de cuasiequilibrio pueden considerarse estados de equilibrio. Es decir, el sistema permanece cercano
al equilibrio todo el tiempo.

Ingeniería
Industrial
Este concepto es útil por lo siguiente:
• Pueden formularse modelos termodinámicos simples
que dan al menos información cualitativa sobre el
comportamiento de los sistemas reales de interés.
• Es operativo para deducir las relaciones que existen
entre las propiedades de los sistemas en equilibrio.

Ingeniería
Industrial
Proceso de flujo estacionario. Proceso idealizado
que utiliza dispositivos de flujo estacionario; Es
decir, un proceso en el que un fluido pasa de forma
estacionaria por un volumen de control. Por tanto, el
volumen V, la masa m y el contenido total de energía E
del volumen de control permanecen constantes durante
un proceso de flujo estacionario.
Dispositivo de flujo estacionario. Son aquellos que
operan por largos períodos bajo las mismas
condiciones. Por ejemplo: turbinas, bombas, calderas,
condensadores, intercambiadores de calor, plantas de
energía o sistemas de refrigeración.
Sin embargo, existen dispositivos como máquinas o compresores alternativos, donde el flujo en las entradas y salidas
es pulsante y no estacionario; en estos casos se puede analizar como un proceso estacionario mediante valores
promediados respecto al tiempo para la propiedades.

Ingeniería
Industrial
Concepto
Medida escalar de las diversas formas de movimiento y las interacciones de la materia.
Clases
Generalmente la clasificación se asocia con las fuentes utilizadas para su generación. Así tenemos:
• Energía térmica.
• Energía química.
• Energía luminosa.
• Energía eléctrica.
• Energía radiante.
• Energía mecánica.
• Energía solar.
• Energía nuclear.
• Energía geotérmica.
• Energía eólica.
• Energía de las olas y
las mareas.
• Energía de la biomasa.
• Energía hidráulica.
• Energía gravitacional.
• Energía de
combustibles fósiles.
Varios de estos grupos se superponen y mezclan entre sí.

Ingeniería
Industrial
Formas
En Termodinámica, resultan relevantes las siguientes formas de energía:
Energía mecánica. Aparece bajo la forma de energía potencial y energía cinética.
Energía potencial. Es la que un cuerpo posee en virtud de su posición. Un cuerpo de masa m situado a
una altura z con respecto a un plano de comparación, posee una energía potencial referida a ese plano,
medida en Joule, kgm o ergio, según sea el sistema adoptado:
𝑬𝒑 = 𝒎. 𝒈. 𝒛
Energía cinética. Es la que un cuerpo posee por estar dotado de movimiento y viene expresada por:
𝑬𝒄 =
𝟏
𝟐
𝒎ഥ
𝑽𝟐
En la que m es la masa del cuerpo y ഥ
𝑽 su velocidad.

Ingeniería
Industrial
Energía interna (U). Es la suma de la energía cinética y potencial molecular. Debido a que la energía
potencial es muy pequeña, generalmente, se atribuye el valor de la energía cinética como el valor de la
energía interna de una sustancia. Esta aumenta a medida que pasa de estado sólido a gaseoso. Por tanto, la
medición indirecta de la variación de energía interna es una función de la variación de temperatura (T).
La energía interna puede ser convertida en trabajo mecánico y viceversa, en esta posibilidad se fundamenta
el funcionamiento de las máquinas térmicas.
𝑭𝒍𝒖𝒊𝒅𝒐 𝒊𝒅𝒆𝒂𝒍: ∆𝑼 = 𝒄𝒗∆𝑻
𝑭𝒍𝒖𝒊𝒅𝒐 𝒓𝒆𝒂𝒍 ∶ ∆𝑼 = 𝑼𝟐 − 𝑼𝟏 (𝑻𝒂𝒃𝒍𝒂𝒔)
cv : calor específico a volumen constante

Ingeniería
Industrial
Energía de flujo o energía de presión. Considerando que un fluido circula por el interior de un
conducto y que, en el instante que se considera, una cierta masa está por pasar a través de la sección A (ver
figura adjunta). El movimiento se debe a la acción de una fuerza F , que actúa sobre esa masa, pero como la
fuerza se mueve junto con ella, efectuará un trabajo.
𝑾𝒇 = 𝑭. 𝒙
El fluido estará en consecuencia dotado de una energía igual a ese trabajo, pues se ejerce sobre él, y lo podrá
transferir a cualquier otro cuerpo que se encuentre en su camino.

Ingeniería
Industrial
Energía de flujo o energía de presión.
𝑭 = 𝑷. 𝑨
Siendo P la presión y A la sección. Luego:
𝑾𝒇 = 𝑷. 𝑨. 𝒙
A su vez, como A.x = V (volumen)
𝑾𝒇 = 𝑷. 𝑽
Esto permite definir el trabajo de flujo o circulación de la unidad de masa de un sistema como el producto de
su presión absoluta por su volumen específico, sólo tiene significado en los procesos donde hay transporte de
materia.

Ingeniería
Industrial
𝜹𝑾 = 𝑭𝒅𝒔 = 𝑷𝑨𝒅𝒔 = 𝑷𝒅𝑽
El trabajo de frontera en la forma diferencial es igual al producto
de la presión absoluta P por el cambio diferencial en el volumen
dV del sistema
El trabajo de frontera total realizado durante el proceso completo a
medida que se mueve el émbolo, se obtiene sumando los trabajos
diferenciales desde los estados inicial hasta el final:
𝑾 = ‫׬‬
𝟏
𝟐
𝑷𝒅𝑽 (𝒌𝑱)
Trabajo de frontera móvil

Á𝒓𝒆𝒂 = 𝑨 = න
𝟏
𝟐
𝒅𝑨 = න
𝟏
𝟐
𝑷𝒅𝑽
Ingeniería
Industrial
Trabajo de frontera móvil Generalizando:
𝑾 = න
𝟏
𝟐
𝑷𝒊𝒅𝑽
Donde Pi es la
presión en la cara
interna del émbolo,
que se vuelve igual a
la del gas en el
cilindro sólo si el
proceso es de
cuasiequilibrio.

Ingeniería
Industrial
Energía calorífica. Se define como el calor Q que un cuerpo puede ceder o absorber cuando experimenta
una variación de temperatura ∆𝑻, en este caso toma el nombre de calor sensible. La ecuación general
calorimétrica, donde c es el calor específico, m la masa es:
𝑸 = 𝒎. 𝒄. ∆𝑻
𝑸𝑳 = 𝒎𝑳
Durante un cambio de fase, no cambia la
temperatura; el calor absorbido o
liberado es empleado para modificar el
estado de agregación de la sustancia.
Este se denomina calor latente.
L es el calor latente específico de cada sustancia.
Para el agua (Patm):
𝑳𝒇 = 𝟖𝟎
𝒌𝒄𝒂𝒍
𝒌𝒈
𝒕 = 𝟎°𝑪 ; 𝑳𝒗 = 𝟓𝟒𝟎
𝒌𝒄𝒂𝒍
𝒌𝒈
(𝒕 = 𝟏𝟎𝟎°𝑪)

𝑪𝒑 − 𝑪𝒗 = 𝑹
𝜸 =
𝑪𝒑
𝑪𝒗
Ingeniería
Industrial
Energía calorífica.
Para los gases las cantidades de calor son distintas para una misma variación de temperatura, dependiendo
si la transferencia de calor se hace venciendo la presión exterior con volumen variable (presión constante) o
en un recipiente cerrado con presión variable (volumen constante).
Para sólidos o líquidos las variaciones de volumen y presión son muy pequeñas, por lo que se consideran
despreciables.
Por ello, los calores específicos para los gases serán distintos; calor específico a presión constante (cp) y
calor específico a volumen constante (cv); respectivamente. La relación entre ambos se denomina índice
adiabático, 𝜸 :
; 𝒂𝒅𝒆𝒎á𝒔:

Ingeniería
Industrial
Ecuación general de la energía
Para un sistema dotado de movimiento permanente, que obedece al principio de continuidad a flujo
constante; es decir que por todas y cada una de las secciones del volumen de control pasa, a igualdad
de tiempos, la misma cantidad de masa; es decir:
ሶ
𝒎𝟏 = ሶ
𝒎𝟐
Donde ሶ
𝒎 es el caudal en masa. Luego se puede expresar como:
Donde A es la sección y ഥ
𝑽 la velocidad. Para flujo estacionario:
ሶ
𝒎 = 𝝆. 𝑨. ഥ
𝑽 = 𝒄𝒕𝒆.
𝒌𝒈
𝒔
𝝆𝟏. 𝑨𝟏. ഥ
𝑽𝟏 = 𝝆𝟐. 𝑨𝟐. ഥ
𝑽𝟐

Ingeniería
Industrial
A la sección I corresponderá a una altura z1 con
respecto a un plano de comparación cualquiera, una
presión P1, una velocidad ഥ
𝑽1 y una energía interna U1;
para la sección II, los valores serán respectivamente z2,
P2, ഥ
𝑽2 y U2. Y para generalizar, admitiremos también
que en un momento dado del proceso el sistema recibe
una cantidad de calor Q y realiza un trabajo W.
Por el principio de continuidad y conservación de la
energía se podrá escribir:
ሶ
𝑾
ሶ
𝒎. 𝒈. 𝒛𝟏 + ሶ
𝒎
ഥ
𝑽𝟏
𝟐
𝟐
+ ሶ
𝑼𝟏 + 𝑷𝟏. 𝑨𝟏. ഥ
𝑽𝟏 + ሶ
𝑸 = ሶ
𝒎. 𝒈. 𝒛𝟐 + 𝒎
ഥ
𝑽𝟐
𝟐
𝟐
+ ሶ
𝑼𝟐 + 𝑷𝟐. 𝑨𝟐. ഥ
𝑽𝟐 + ሶ
𝑾

Ingeniería
Industrial
𝒈. 𝒛𝟏 +
ഥ
𝑽𝟏
𝟐
𝟐
+ 𝒖𝟏 + 𝑷𝟏. 𝒗𝟏 + 𝒒 = 𝒈. 𝒛𝟐 +
ഥ
𝑽𝟐
𝟐
𝟐
+ 𝒖𝟐 + 𝑷𝟐. 𝒗𝟐 + 𝒘
La ecuación referida por unidad de masa será:
Si solamente tenemos en cuenta los términos mecánicos como es el caso de la circulación de fluidos
incompresibles por tuberías; asimismo, considerando un fluido no viscoso que no realiza trabajo y tomando
en cuenta que 𝒗 =
𝟏
𝝆
, obtenemos:
𝒛𝟏 +
ഥ
𝑽𝟏
𝟐
𝟐𝒈
+
𝑷𝟏
𝒈𝝆
= 𝒛𝟐 +
ഥ
𝑽𝟐
𝟐
𝟐𝒈
+
𝑷𝟐
𝒈𝝆
En este caso: peso específico 𝜸 = 𝒈𝝆 y además 𝝆 = 𝒄𝒕𝒆
𝒛𝟏 +
ഥ
𝑽𝟏
𝟐
𝟐𝒈
+
𝑷𝟏
𝜸
= 𝒛𝟐 +
ഥ
𝑽𝟐
𝟐
𝟐𝒈
+
𝑷𝟐
𝜸
= 𝒄𝒕𝒆 (𝒆𝒄𝒖𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝒅𝒆 𝑫𝒂𝒏𝒊𝒄𝒆 𝑩𝒆𝒓𝒏𝒐𝒖𝒍𝒍𝒊)

Ingeniería
Industrial
Potencia
Expresa la rapidez con la cual se desarrolla trabajo. En general, se le puede definir como la
energía que se transmite por unidad de tiempo:
𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 ( ሶ
𝑾) =
𝒕𝒓𝒂𝒃𝒂𝒋𝒐
𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐
=
𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈í𝒂
𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐
(𝑾𝒂𝒕𝒕 𝒐 𝒗𝒂𝒕𝒊𝒐, 𝑾)
Equivalencias prácticas:
Rendimiento
𝑹𝒆𝒏𝒅𝒊𝒎𝒊𝒆𝒏𝒕𝒐 (𝜼) =
𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒐 𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈í𝒂 ú𝒕𝒊𝒍 𝒐𝒃𝒕𝒆𝒏𝒊𝒅𝒂
𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒐 𝒆𝒏𝒆𝒓𝒈í𝒂 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒓𝒃𝒊𝒅𝒂 𝒐 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒖𝒎𝒊𝒅𝒂
1 kilovatio o kilowatt = 1 kW = 103 W
1 Megavatio o Megawatt = 103 kW = 106 W = 1 MW
1 caballo de fuerza = 1 horse-power = 1 HP = 746 W
1 kW-h = 3600 kJ

Ingeniería
Industrial
Áreas específicas de uso
1. Motores de automoción.
2. Turbinas.
3. Compresores, bombas.
4. Centrales eléctricas de combustible fósil y
nuclear.
5. Sistemas de propulsión para aviones y
cohetes.
6. Sistemas de combustión.
7. Sistemas criogénicos, de separación y
condensación de gases.
8. Sistemas de calefacción, ventilación y aire
acondicionado.
a. Refrigeración por compresión de vapor y
absorción.
b. Bombas de calor.
9. Refrigeración de equipos electrónicos.

Ingeniería
Industrial
Áreas específicas de uso
10. Sistemas de energías alternativas.
a. Células de combustible.
b. Dispositivos termoeléctricos y termoiónicos.
c. Convertidores magnetohidrodinámicos (MHD).
d. Sistemas solares activos de calefacción,
refrigeración y producción de electricidad.
e. Sistemas geotérmicos.
f. Producción de electricidad mediante olas, mareas
y por desequilibrio térmico oceánico.
g. Energía eólica
11. Aplicaciones biomédicas.
a. Sistemas de apoyo a la vida.
b. Órganos artificiales.

Ingeniería
Industrial
Ejercicios:
2. Un conducto es recorrido por vapor de agua recalentado, a una velocidad de 40 m/s. ¿Cuál es
la energía cinética específica del vapor? R. 0,8 kJ/kg
1. Tres kg de un cierto fluido se encuentran encerrados en un cilindro provisto de un émbolo
móvil. Inicialmente ocupan un volumen de 0,5 m³ y después se expanden hasta 1,5 m³.
Determinar el volumen específico inicial y final del fluido. R. 0,167 m³/kg | 0,5 m³/kg
3. Una bomba de alimentación de una caldera toma el agua desde un nivel de 4 m sobre un
plano de referencia dado y la manda al colector de la caldera que se encuentra a 12 m por
encima de dicho plano. Calcular la variación específica de energía potencial experimentada por
el agua. R. 0, 0784 kJ/kg
4. Un turbogenerador consume 800 kg de vapor por hora y desarrolla una potencia de 100 kW.
Calcular el trabajo efectuado por cada kilogramo de vapor. R. 450 kJ/kg

Ingeniería
Industrial
Ejercicios:
5. Una turbina utiliza 50 kJ de cada kilogramo de vapor que incide en ella y desarrolla una potencia
de 100 kW. Calcular el número de kilogramos de vapor que se requieren por hora. R. 7200 kg/h
6. Una turbina de vapor gasta 1,5 g de vapor proveniente de una caldera para producir 1 kJ de
energía eléctrica; para la obtención de 1 kg de vapor se necesita la inversión global de 3800 kJ de
energía. Determinar el rendimiento de la instalación. R. 17,54%
7. Una central eléctrica de 200 MW de potencia utiliza en su funcionamiento un combustible de
40000 kJ/kg de poder calorífico. Si el rendimiento conjunto de la central es de 30%, ¿cuál es el
gasto de combustible en kg/s? R. 16,67 kg/s
8. ¿Qué cantidad de calor es preciso entregar a 6 kg de acero, de calor específico medio 480 J/kg K,
para calentarlo desde 16 °C hasta 90 °C? Expresar el resultado en kJ. R. 213,12 kJ

Ingeniería
Industrial
Ejercicios:
9. Se quiere obtener 80 g de agua a 20 °C mezclando agua a 15 °C con agua a 90 °C. ¿Qué
cantidades deberán tomarse de cada una de ellas? R. 74,7 g | 5,3 g
10. Una bala de plomo que lleva una velocidad de 300 m/s llega al blanco y queda en reposo. ¿Cuál
será la elevación de temperatura de la bala si no existen pérdidas? El calor específico del plomo es de
130 J/kgK. R. 346,15 grados
11. En un sistema cerrado, un fluido realiza una expansión a la presión constante de 101,3 kN/m2 en
forma reversible, aumentando su volumen desde 0,18 a 0,32 m³. La masa es de 4 kg. Calcular: (a) el
trabajo realizado, en kJ; (b) el trabajo específico, en kJ/kg ; (c) el volumen específico inicial; (d) el
volumen específico final. R. 14,182 kJ | 3,546 kJ/kg | 0,045 m3/kg | 0,080 m3/kg
12. Un radiador consume 4,3 L/h de combustible (la densidad es 0,88 g/cm3) de capacidad térmica
específica igual a 46400 kJ/kg. Se transfieren 124 000 kJ/h de calor al medio ambiente. Determine
la eficiencia de conversión de energía de combustión a energía térmica. R. 70,6%

Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq

Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

Similar a Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq

Similar a Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq (20)

Último

Último (20)

Termodinámica y energía.pdfqqqqqqqqqqqqqq