termodinamica 3ra unidad

TRABAJO DE FRONTERA MOVIL
se movera el dispositivo dependiendo de la presion ejercida sobre el embolo a esto se le llama funcion trayectoria porque nos importa el camino que llevara, mientras mayo presin el volumen sera menor, Sw= Fds
la presion tiene la relacion P=F/A donde Sw=PAds

El principio de la conservación de la masa aplicada a un volumen de control establece que la cantidad de masa entrante al volumen de control menos la cantidad de masa que sale del mismo es igual al cambio en la masa contenida por el volumen de control.

La masa que fluye hacia o desde un volumen de control ocupa un volumen y cuando se les relaciona con el tiempo se obtiene el flujo masico y el flujo volumétrico . el flujo masico representa la cantidad de masa que a traviesa la superficie de control por unidad de tiempo. El flujo volumetrico representa la cantidad de volumen que a traviesa la superficie de control.

en un proceso isobarico sera A=bxh donde estan son A=(u2-u1)P y esto en el trabajo de frontera se interpreta Wb=P(u2-u1)

v2mayor que v1 sigunifica que el trabao sera mayor que cero y esto indica que realiza trabajo

cuando es el v1 mayor que v2 se dice que se realiza trabajo sobre el sistema

ejemplo

al inicio un dispositivo de cilindro embolo contiene 0.4 m cubico de aire a 100 kpa y 80c. se comprime el aire a 0.1 m cubico de tal manera que la temperatura dentro del cilindro permanece constante. determine el trabajo echo durante este proceso

Wb={ Pdv

P=f(v)

aire se considera como gas ideal PV=nrut donde P= nrut/v

quedara por lo tanto asi Wb={n Ru T dv/v o de esta manera Wb = nRuT ln v2/v1

como no se tiene n la obtendremos de n= p1v1/Rut donde se eliminaran con las de la formula quedando por lo tanto la formula Wb= p1v1 ln v2/v1, el resultado sera Wb=(100kpa)(0.4mcubico) ln 0.1/o.4 dando como resultado = -55.45 kj

CALOR

en el calor se encuentran 3 factores, diferencia de temperatura, masa y depende del material o sustancia donde aqui se utiliza su calor especifico

forma infinita Q= m c AT

forma infidecimal SQ= m c dT

donde la c sera c= Q/ m.AT y esto estara en J/kg.c o J/kg.k

por lo tanto quedara Q= m c AT

n= m/M y m= nM

CAMBIOS DE FASE

para calcular los cambios de fase se llamara calor latente

Q= +- mL el + interpreta cuando se agrega calor y el - cuando se libera o pierde calor

liquido- vapor Q= m L v vapor-liquido Q= -m Lv

solido- liquido Q= m Lf liquido-solido Q= -m Lf

ejemplo

una holla gruesa de cobre de 2kg (incluida tapa) esta a una temperatura de 150c, usted vierte en ella 0.10kg de agua a 25c y rapidamente tapan la holla para que no se escape vapor. calcule la temperatura final del vapor y de su contenido y determine la fase liquido gas del agua. suponga que no se pierde calor a su entorno

cobre 390 j/kg.k calor especifico 4190 j/kg.k Lv= 2.256x10"6 j/kg.k

-Qcu=Qh2o

-mcu Ccu(T-Tcu)= ma ca (T-Ta)

-(2kg)(390j/kg.c)(T-150)=(0.10kg)(4190j/kg.c) (T-25)

T= 106.32

-mcuCcu (T-Tcu)= ma ca (T-Ta)+ X ma Lv

se le agrega otro calor

-(2kg)(390j/kg.c)(100-150)= (0.10kg)(4190j/kg.c)(100-25)+X(0.10kg)(2.256x10"6)

X= 0.034

mv=(0.034)(100g)

=3.4g