balances de energia primera ley

7/25/2019 Balances de Energia Primera Ley

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No necesi to saberl o todo.Tan sol o necesi to saber

encontrar l o que me h aga

fal ta, cuando l o necesi te

Albert Einstein


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Energa

Energas en transito TrabajoCalor

Energa InternaEnerga Potencial

Energa Cintica

Energas del sistema


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Cambios de energa del sistema


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Cambio de Energa Cintica : Ec = Ec2 Ec1; Ec= donde v = velocidad

Cambio de Energa Potencial:Ep = Ep2 Ep1 ; Ep= donde z = altura

Sistema

estado 1

Sistema

estado 2

Para un sistema cerrado

T1, P1,V1,

Ec1,Ep1,U1

T2, P2,V2,

Ec2,Ep2,U2

Q, W


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Primer principio de la

termodinmica

( Ley de la conservacin de la energa


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: !La energa no p"ede crearse ni destr"irse#se trans$orma.


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El primer principioestablece:

urante un proceso la energa total esconstante ! cuando esta desaparece en

una "orma# aparece en otra.


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%E & ' )(energa del sistema (Calor y trabajo trans$erido

%e & * +

$a primera le! en sistemas cerrados

En "n proceso :

La energa del sistema se trans$orma en calor y,o trabajo-

En su "orma especi"ica


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%E & ' )

%. / %Ec / %Ep & ' 0 )

Ecuaci%n de &alance de Energa para un

sistema cerrado.

%e & * +

%" / %ec / %ep & * 0 +


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P"ntos a considerar para la $orm"lacin de la ec"acin:

1-01i no 2ay cambios en la temperat"ra# cambios de $ase: %. & 3-

2.'1i el sistema es adiabtico# entonces ' & 3

(.'1i no 2ay partes mviles# ni resistencias elctricas# entonces ) & 3

).'1i el sistema no tiene aceleracin# entonces %Ec & 3

*.'1i el sistema no se eleva ni se cae# entonces Ep &3


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Pasos para la resol"cin de "n problema de balance de energa

1.'ibu+e un es,uema e identi"i,ue el sistema.

2.'$iste los datos del problema sobre el dibu+o.

(.'-nalice dica in"ormaci%n establezca .

*.'-pli,ue la ecuaci%n de balance de energa./.'etermine las propiedades re,ueridas ! las

inc%gnitas.

0.'ibu+e un diagrama de proceso.


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E+ercicio (.//

e calienta agua en una cacerola tapada

sobre una estu"a# mientras la agita por medio

de una lice. urante el proceso se a3aden

(4 56 de calor al agua# ! * 56 de calor seliberan acia el aire de los alrededores. i el

traba+o de la lice asciende a *44 7m.

etermine la energa "inal del sistema# si su

energa inicial es de 14 56.


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E+emplo: 1

8n tan,ue rgido cerrado contiene un "luidocaliente ,ue se en"ra mientras es agitado por

una lice. 9nicialmente la energa interna del

"luido es de 44 56. urante el proceso de

en"riamiento el "luido pierde *44 56 como calor !la lice realiza 144 5+ de traba+o sobre el "luido.

etermine la energa interna "inal del "luido.


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8n tan,ue cerrado de 144 lit contiene

vapor de agua a )#(* atm ! (2


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>elaci%n del Calor espec"ico ?C

con el calor @# la variaci%n deEnerga interna ?8 ! la

variaci%n de Entalpa ?A.>elaci%n entre : 8# A# @


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>elaci%n del Calor espec"ico ?C con la Energa interna ?8

para gases ideales

Bara un sistema cerrado donde Ec ! Ep = 4 se tiene:

8 = @ ' si el proceso se realiza a vol"men constante# = 4

8 = @

pero tambin@ = mCvD

entonces:

%. & m Cv%T


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>elaci%n del Calor espec"ico ! la entalpa ?A

e "orma similar si

8 = @ ' si el proceso se realiza a presin constante# = B

8 = @ ' B o sea 8 F B = @

Bor lo ,ue entonces : A = @

! si @ = m Cp D

entonces

%4 & m Cp %T


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E+ercicio: etermine el cambio de entalpa para el nitr%geno#

en 5+G5g.# cuando este se calienta desde /44 a 14445a presi%n constante# utilizando:

H $os datos de la tabla de nitr%genoH $a ecuaci%n Emprica# tabla -'2c

H El valor de cpa la temperatura promedio tabla -'2bH El valor de cpa temperatura ambiente tabla -'2a

H etermine el porcenta+e de error implicado en cadacaso.


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E+emplo 8na masa de 4lbm de cobre a 14 I

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