el cambio de energía de un sistema
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Semana 9
Dr. Renzon Cosme Pecho
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• La exergía es el
potencial de trabajo de
un sistema en un
ambiente.
• Representa la cantidad
máxima de trabajo útil
que puede obtenerse
cuando el sistema llega al
equilibrio con el
ambiente, conocido como
ESTADO MUERTO.
Cambio de exergía de un sistema
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• Al contrario de energía, el
valor de la exergía
depende tanto del estado
del ambiente como del
estado del sistema.
• La exergía de un sistema
que está en equilibrio con
su ambiente es cero.
Cambio de exergía de un sistema
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• Considere un dispositivo decilindro-émbolo, con masa (m),presión (P), temp., (T), U, S.
Exergía de una masa fija: exergia sin flujo
reemplazando
𝑇𝑑𝑆 − 𝑝𝑑𝑉 = 𝑑𝑈
Onde:X = exergia del sistema cerrado
Para sistemas cerradosΔEp y ΔEc desaparecen.
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• La exergia asociada con la energíade flujo.
Observa-se que:• PV trabajo de flujo• P0V trabajo realizado contra la
atmósfera.
Exergía de flujo (o corriente)
Logo:
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Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
• La exergia puede transferirse hacia o desde un sistemaen tres formas:
• Calor• Trabajo• Flujo másico
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Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
1.- Transferencia de exergía por calor (Q)
Donde:
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Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
2.- Transferencia de exergía por trabajo (W)
Donde:
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Transferencia de exergía por calor,
trabajo y masa:
3.- Transferencia de exergía por masa (m)
Donde:Exergía de fluxo
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Problemas
Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.05 kg de vapor deagua a 1 Mpa y 300°C. El vapor se expande a un estado final de 200kPa y 150°C, por lo que realiza trabajo. Durante este proceso seestiman pérdidas de calor del sistema hacia los alrededores de 2 kJ.Si se supone que los alrededores están a T0 = 25°C y P0= 100 kPa,determine a) la exergía del vapor en los estados inicial y final, b) elcambio de exergía del vapor, c) la exergía destruida y d) la eficienciasegún la segunda ley para este proceso.Solución:
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Problemas
Solución:
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Problemas
Solución:
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Problemas
Un recipiente rígido de 200 m3 contiene aire comprimido a 1 MPay 300 K. Determine cuánto trabajo puede obtenerse de este aire si las condiciones ambientales son 100 kPa y 300 K.Solución:
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Problemas
Solución:
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Problemas
Un refrigerante será comprimido en forma estacionaria por uncompresor, desde 0.14 MPa y -10°C hasta 0.8 MPa y 50°C.Considerando que las condiciones ambientales son de 20°C y 95kPa, determine el cambio de exergía del refrigerante durante esteproceso y la entrada de trabajo mínimo que necesita serproporcionado al compresor por unidad de masa del refrigerante.Solución:
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Problemas
Solución: