termo libreta

Tarea:1.- ¿Que se entiende por termodinámica?La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía. La energía se puede considerar como la capacidad para causar cambiosEl término termodinámica proviene de las palabras griegas therme (calor) y dynamis (fuerza), lo cual corresponde a lo más descriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor en energía. En la actualidad, el concepto se interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de energía y sus transformaciones, incluida la generación de potencia, la refrigeración y las relaciones entre las propiedades de la materia.

2.- ¿En cuántas partes se divide para su estudio?-Para su estudio se divide en dos partes1.- Termodinámica clásica.- Se aplica un estudio macroscópico de la sustancia, no se requiere conocer el comportamiento individual de cada partícula. Proporciona una manera fácil y directa de resolver problemas de ingeniería.2.- Termodinámica Estadística.- Estudia las sustancias desde el punto de vista macroscópico y molecular, este es un enfoque más elaborado con base al comportamiento promedio de grandes grupos de partículas, su estudio se basa en la mecánica cuántica y la mecánica estadística.

3.- ¿Qué es una maquina de movimiento perpetuo de primera y segunda clase?Se ha expresado varias veces que un proceso no se puede llevar a cabo ha menos que cumpla con las leyes primera y segunda de la termodinámica. Cualquier dispositivo que viola alguna de las dos leyes se llama maquina de movimiento perpetuo y, a pesar de numerosos intentos, no se sabe de alguna maquina de este tipo que haya funcionado. Pero esto no ha impedido que los inventores intenten crear nuevas.Un dispositivo que viola la primera ley de la termodinámica (al crear energía) se llama maquina de movimiento perpetuo de primera clase (mmp1). un dispositivo que viola la segunda ley de la termodinámica se llama maquina de movimiento perpetuo de segunda clase (mmp2).

LOPEZ MARTINEZ, ESTEBAN 5MV1

BIBLIOGRAFÍA

1.- Termodinámica Cegel y Boles Mc Graw-Hill

2.- Termodinámica Sontay and Bonghokke Limusa

3.- Termodinámica Kennet Wark Mc- Graw-Hill

4.- Termodinámica Jose A. Manrriquez Harvard

5.- Termodinamica Virgil L. Fairest Mac-Milan

6.- Termodinamica Van Ness Mc Graw-Hill – Sharp.

7.- Fisico-Quimica Maroll-Plotton

8.- Termodinamica Sanchez Flores Alfredo Apuntes IPN Esime

9.- Termodinamica

2


Kerlly Mir

10.- Turbomaquinas Termicas Claudio Matax Limusa

EVALUACIÓN

1.- Asistencia------------------------------20%2.- Participación--------------------------20%3.- Exposición------------------------------10%4.- Trabajo----------------------------------10%5.- Examen Departamental----------30%

Problema

La acetona hierve a 56.5˚C el nitrógeno hierve a -196˚C exprese la diferencia entre estas dos temperaturas en ˚R.DatosT1= 56.5˚CT2= -196˚C

˚R= (˚C+273.15)*1.8

T1= (56.5+273.15)*1.8= 593.37˚RT2= (-196+273.15)*1.8= 138.87˚R

(593.37˚R-138.87˚R)=

3


Respuesta: 454.5˚R

Convertir las temperaturas que se piden y llenar los espacios correspondientes

ºC ºF ºR ºK3060 5540 5999.67 3333.141871 3399.8 3859.47 2144.15

4150.183333 7502.33 7962 4423.3333334726.85 8540.33 9000 5000

3315.183333 5999.33 6459 3588.3333332428.888889 4404 4863.67 2702.038889

-50 -58 401.67 223.14

EJERCICIO.Determinar las presiones barométricas normal en los sig. Sistemas de unidades.

PRESIÓN ESTADO ALTURA

(m)Bar mmHg kgf/m² lb/plg² atm

ACAPULCO 3m 1.012 759.06 1.0316 14.677 0.997VERACRUZ 16m 1.011 758.31 1.0306 14.663 0.996SALTILLO 1609m 0.819 614.3 0.834 11.87 0.806CHIHUAHUA 1423m 0.842 631.55 0.857 12.2 0.829CD DE MÉXICO 2240m 0.744 558.04 0.757 10.771 0.732GUADALAJARA 1589m 0.822 616.55 0.837 11.91 0.809TOLUCA 2655m 0.694 520.54 0.706 10.05 0.683CUERNAVACA 1538m 0.828 621.05 0.843 12 0.815PUEBLA 2150m 0.754 565.54 0.768 10.93 0.742MÉRIDA 22m 0.01 757.56 1.028 14.63 0.994MONTERREY 532m 0.949 711.8 0.96 13.66 0.928

4


Presión atmosférica estándar.1atm=101.325 KPa.1atm= 1.0135 bar.1atm= 14.696 psia1atm= 760 mmHg1atm= 0.03323 Kgf/cm²

Para hacer el cálculo de las presiones se utilizo la sig. Formula

Donde:

Termodinámica.

Introducción y Generalidades

Θερμo = Therme = CalorΔύναμις = Dynamis = Fuerza

Etimológicamente el vocablo termodinámica proviene de las raíces por consiguiente significa estudio de la fuerza que produce calor o simplemente “Ciencia del Calor”

Física Clásica

5

Mecánica (Movimiento)Electromagnética (Carga)Termodinámica (Calor)Óptica (Luz)Acústica (Sonido)


Hogar IndustriaPlancha TurbinaBoiler Aire

AcondicionadoRefrigerador CalderaComputadora Transformación

de CalorHoya

ExpressHorno

Horno Compresor

I, P

F, WNewton

T, EJoule

P

Watt

Problema

Determinar el tiempo requerido para llenar una cisterna de agua de 25m de largo, 10m de ancho y 150cm de profundidad si se alimenta con una tubería de 75mm de diámetro y una velocidad del agua de 18 Km/h. Así mismo determinar el flujo volumétrico, másico y ponderal.

*Datos

ṁ=?ẇ=?v=?t=?v=18Km/hDiámetro tubería= 75mm

6


Problema

Convertir 500RPM a rad/seg.

1rev= 2π rad1min= 60 seg.

7

t= volumen / v


Problema

Convertir 2500 rad/seg a rev/min

1rev= 2π rad1min= 60 seg.

Problema

Determinar la temperatura en la cual tanto la escala de ˚C como ˚F marca la misma lectura:

a) Del mismo signob) De signo contrario

8


Problema

Determinar las expresiones para convertir el v de una sustancia a:

a) mb) w

Peso especifico

9


PRESIONES

Presión Hidrostática

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes, sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido. Sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serian necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la necesidad del fluido en cuestión y de la altura a la que este sumergido el cuerpo y se calcula mediante la sig. Expresión.

Donde:

P= presión hidrostática

g= aceleración de la gravedad h= altura del fluidoPo= presión atmosférica

Presión Manométrica

Se llama presión manométrica a la diferencia entre la presión absoluta o real y la presión atmosférica. Se aplica tan solo en aquellos casos en los que la presión es superior a la presión atmosférica.

Muchos aparatos empleados para la medida de las presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica.

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Pman = Pabs-Patm (para presiones superiores a la presión atm)Pvacio = Patm-Pabs (para presiones inferiores a la presión atm)

Presión Absoluta

Es la presión de un fluido medido con frecuencia al vacio perfecto a cero absolutos. La presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Este término se creó debido a que la presión atmosférica varía con la altitud y chas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que el termino absoluto unifica criterios.Pabs = Pman + 1atm.

Densidad Absoluta

La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el sistema internacional es el

kilogramo por metro cubico ( ) aunque frecuentemente se expresa en (

). La densidad es una magnitud intensiva

Donde:

m= masav= volumen del determinado cuerpo

Densidad Relativa

La densidad relativa de un sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia, en consecuencia es una magnitud adimensional.

Donde:

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Peso Específico

El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de material entre el volumen que este ocupa.

Sistema Técnico su unidad es el Kilopondio por metro cubico ( )

SI sus unidades son el Newton por metro cubico ( )

Donde:

P= pesoV= volumenm= masag= aceleración de la gravedad

Gravedad Específica

La gravedad específica está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua destilada a 4 grados centígrados. Se representa la gravedad específica por Gs y también se puede calcular utilizando cualquier relación de peso de la sustancia a peso del agua siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de material y agua.

Flujo Volumétrico.

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Representa la cantidad de volumen que atraviesa la superficie de control por unidad de tiempo.

Flujo Másico

Gasto másico o flujo másico es en física la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo. Matemáticamente es la diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos (tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores, etc.) actúan sobre un fluido que lo atraviesa.

Donde:

V= velocidad del fluido

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Campos de Aplicación de la Termodinámica

Cualquier actividad en la naturaleza implica una entera acción entre materia y energía por ello es difícil imaginar un área que no se relacione con la ciencia del calor y la energía, por tanto en desarrollo de una comprensión clara de los principios de la termodinámica siempre ha sido parte esencial en la formación del Ing. Mecánico en cualquier país del mundo.

La termodinámica interviene prácticamente en todos los campos de la tecnología e Ingeniera además de otros aspectos de la vida cotidiana y honesta

Dentro de dichos campos de aplicación se distinguen los siguientes

Campos de Aplicación de laTermodinámica

De hecho no se requiere ir a ningún lado para apreciar las verdades de la termodinámica para el desarrollo social ya que el mismo cuerpo humano y los

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Motor de Combustión InternaTurbina de GasTurbina de VaporRefrigeraciónCalefacciónMotores de ReacciónCohetesCentrales Termoelectricas


espacios donde habitamos son un extraordinario laboratorio de termodinámica.

AparatosDomésticosBasados en TermodinámicaProblema

Una manguera de jardín con tobera incluida se emplea para llenar 1 cubo de 10 galones de capacidad. El dinterior= 2cm y se reduce a 0.8cm en la salida de la tobera si se requiere 50seg. Para llenar dicho cubo con agua determinar:

a) vb) mc) wd) la velocidad mediae) hacer un dibujo del sistema

1litro = 1kilo

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Refrigerador

Olla exprés

Calentador

Estufa

Ropa


*Primero calculamos la velocidad cuando el diámetro es igual a 2cm

*Ahora calculamos la velocidad cuando el diámetro= 0.8cm

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Problema

Convertir 750 litros/min a:

a)

b)

c)

-1galon= 3.785L

-1h= 60min

1m = 100cm

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Problema

Calcular el valor de x en la siguiente función

Donde:

18

*Utilizando los datos de la ciudad de México tenemos:


Resumen De Las Leyes De La Termodinámica

Definición de termodinámica

La termodinámica (del griego θερμo-, termo, que significa "calor"1 y δύναμις, dinámico, que significa "fuerza")2 es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico.

Los cambios estudiados son los de temperatura, presión y volumen, aunque también estudia cambios en otras magnitudes, tales como la imanación, el potencial químico, la fuerza electromotriz y el estudio de los medios continuos en general. También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

1. Ley cero de la termodinámica

Este principio establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. Tiene tremenda importancia experimental — pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema — pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.

El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x,

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http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Temperatura_emp%C3%ADrica&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio#Principio_como_ley_cient.C3.ADfica

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_vapor

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Medio_continuo

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http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_electromotriz

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmico

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http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica#cite_note-1

http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica#cite_note-0

http://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griego


y) no son dependientes del tiempo. El tiempo es un parámetro cinético, asociado a nivel microscópico; el cual a su vez esta dentro de la físico-química y no es parámetro debido a que a la termodinámica solo le interesa trabajar con un tiempo inicial y otro final. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se las conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema.

Este principio fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibiese el nombre de principio cero.

Cuando 2 sistemas están en equilibrio mutuo comparten una determinada propiedad. Esta propiedad se puede medir y se le puede asignar un valor numérico definido. Una consecuencia de ese hecho es el “Principio cero de la termodinámica”, que afirma que si dos sistemas distintos están en equilibrio térmico con un tercero también se encuentra en equilibrio térmico entre sí. Esta propiedad compartida en equilibrio es lo que llamamos temperatura.

2. 1ra Ley de la Termodinámica

También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica — en realidad el primer principio dice más que una ley de conservación—, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

La energía no puede crearse ni destruirse por lo tanto la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor mas la cantidad de energía

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http://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomson

http://es.wikipedia.org/wiki/William_Thomson

http://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Clausius

http://es.wikipedia.org/wiki/1824

http://es.wikipedia.org/wiki/Nicolas_L%C3%A9onard_Sadi_Carnot

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http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordenadas_t%C3%A9rmicas_y_din%C3%A1micas&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Coordenadas_t%C3%A9rmicas_y_din%C3%A1micas&action=edit&redlink=1


transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser siempre igual a la energía interna de dicho sistema y cuya expresión más simple que prueba este hecho es:

El calor y el trabajo son interacciones por las que los sistemas intercambian energía entre sí.

3. 2da Ley de la Termodinámica

Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, de tal manera que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.

Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.

4. 3ra Ley de la Termodinámica

La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero

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http://es.wikipedia.org/wiki/Cero_absoluto

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http://es.wikipedia.org/wiki/Walther_Nernst

http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa_(termodin%C3%A1mica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1mico

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1mico


absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.

Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica.

Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por las ciencias.

EXPOSICIONES

Equipo 1 30 de sept. MCI- ciclo Otto de 4 tiemposEquipo 2 7 de oct. Sistemas de refrigeraciónEquipo 3 14 de oct. TV. Turbina de Vapor/Planta de gasEquipo 4 21 de oct. TG. Turbina de Gas/ de acción y

reacciónEquipo 5 28 de oct. MCI/ Ciclo Diesel de 4 tiemposEquipo 6 4 de nov. Sistema AA / aire acondicionado/

Calefacción

-Contenido y Guía para los trabajos de Exposición y escrito

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http://es.wikipedia.org/wiki/Demonio_de_Maxwell

http://es.wikipedia.org/wiki/Demonio_de_Maxwell


1.- Dibujo 1.- Portada 1.- Definición2.- Esquemas 2.- Equipo 2.- Historia3.- Figuras 3.- Integrantes 3.- Partes constitutivas4.- Ilustraciones 4.- Contenido 4.- Funcionamiento5.- Diagramas 5.- Conclusiones 5.- Descripción6.- Graficas 6.- Bibliografía 6.- Análisis y síntesis7.- Tablas 7.- Titulo 7.- Aplicaciones8.- Nomogramas 8.- Capacidades9.-Especificaciones 9.- Clasificaciones10.- Problemas 10.- Nomenclatura

11.- Equipos auxiliares12.- Sistemas13.- Fabricación14.- Materiales15.- Patentes y Marcas16.- Investigación y desarrollo17.- Nuevos Productos

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PROBLEMA.

Un manómetro indica 3.5 kg/cm² en una región donde el barómetro marca 735 torr= mmHg

Determinar la presión absoluta de dicha región en

a. Kg/cm²b. Psic. kPad. atme. barf. mmHgg. plgHg

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1ra Ley 2da Ley

Energía Entropía

Ecuación de

Estado

TROICA CONCEPTUAL

Calor Trabajo

Energía

TROICA DE ENERGÍA


Cuando x= 0.11683

A) Pabs=(3.5kg/cm²)+(0.999 kg/cm²)

25


26


PROBLEMA.

A qué altura será la presión atmosférica la mitad de la que existe al nivel del mar.

*Datos

X=-.11683

Po= 760 mmHg

P= 380 mmHg

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PROBLEMA

Calcular la presión atm en la cima del monte Everest el más alto del mundo que se encuentra a 8863m sobre el nivel del mar, expresar:

a. kgf/cm²b. lb/plg²

*Datos

x= -0.11683

h= 8.863 Km

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Definición de

t = =

t =

La base del concepto de energía interna “U” la 2da ley por otro lado aporta la base entropía “S”.

29


Por otra parte la 1ra ley admite la posibilidad de que el calor y el trabajo sea 100% intercambiable sin ninguna restricción la 2da ley a su vez complementa a la primera restringiendo la cantidad de calor que se puede convertir en trabajo “W” utilizable, es decir:

Leyes de laTermodinámica

Como puede expresarte ambas leyes no se excluyen una de la otra si no que se complementan perfectamente aunque pasara 2 décadas a medidas del siglo 19 para que el ingeniero humano sobre el de Europa Occidental lograra articular ambos principios básicos como piedra angular de todas las ciencias del calor. Ejemplos:

1.- Es una experiencia común que una taza de café dejada en una habitación fría después de cierto tiempo este proceso satisface para que la cantidad de energía perdida por el café caliente se comporta de forma diferente si se considera el proceso inverso, es decir el café caliente se pone más caliente en una habitación más fría como resultado de la transferencia de calor del aire de la habitación hacia la tasa de café. Todos saben que este proceso no pasara. No obstante si se diera no violaría la 1ra ley siempre y cuando la cantidad perdida por el aire fuera igual a la cantidad ganada por el café.

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1ra Ley

2da Ley

I.- Energía

II.- Conservación de la Energía

III.- Cantidad de Energía

I.- Entropía “S”

II.- Restricción en conversión de e

III.- Calidad

Calor

I = Q


Descripción de la 2da

La incapacidad de la primera ley para identificar si un proceso puede llevarse acabo es remediado al introducir otro principio general. La segunda ley de la termodinámicaDe lo anterior se observa de los ejemplos propuestos violan la 2da ley esta violación se detecta fácilmente con la ayuda de una propiedad llamada Entropia “S” por lo que se concluye que un proceso térmico no sucede a menos que tanto la priemra y 2da ley de la termodinámica.

1ra ley = Se basa en la Introducción del Concepto de U2da ley = Se basa en la introducción del concepto de S

Existen muchos enunciados validos de la segunda ley de los cuales se distinguen 2 principalmente, es decir: Enunciado de Kelvin clan en 1887 y el enunciado por Claussius propuesto en 1850.

Enunciado de la 2da Ley de la Termodinámica

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Calor Q

1.- Kelvin

2.- Claussius


PROBLEMA.

Una maquina diesel entrega 100Hp cuando quema 1lb de aceite combustible / min. Con un PCI 19000btu/lb-masa, determinar la eficiencia total de dicho motor.

a. En el Sistema Inglesb. En el Sistema Internacional.

*DatosPentrada= 100 HPEficiencia=?Psalida=?PCI= 19000 btu/ lb-m

1btu= 777.9 lb-ft1Hp = 2545 Btu

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Una Maquina térmica recibe una tasa de transferencia de calor (Q) de 1 maquina a 1 MWatt a una temperatura alta de 550ºC y entrega energía a los alrededores de 300ºC se produce trabajo a razón de 450 Kg se desea saber cuánta energía se desecha a los alrededores, eficiencia total de la maquina comparar los resultados obtenidos con un ciclo de carnot que opera entre los mismos reservarios térmico

33


Equipos Termicos

Fuente Térmica

Se obtiene por depósito de energía térmica A1) Fuente.- Suministra en forma de calor2) Sumidero.- Absorbe energía en forma de calor

Es decir uno suministra y otro absorbe

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Planta Térmica de Vapor

Frigorífico ó Refrigerador

QuemadorHogueraHogar

M.T.(Maquina Térmica)

M.F.(Maquina Frigorífica)

B.C.(Bomba de Calor)

Deposito Térmico Fuente


Características Generales M.T.

Las M.T. difieren considerablemente unas de otras ya que hay infinidad de tipos clases y aplicaciones pero tiene ciertas características que las hacen comunes y distintas a otro tipo de maquinas es decir recibe calor de una fuente de alta temperatura que puede ser energía solar, horno de petróleo, reactor nuclear.

35

T= cte

Qr

Deposito Térmico Fuente

T= cte

Qs

Desposito de alta Temperatura “TH”

Desposito de baja Temperatura “TL”

QH

QL

WNS

B T.V.

S.V.

C


36


Grafica Q – T y Cambios de Temperatura

T (ºC)

37

150 ºC

100 ºC


Qsh Qcf Qsa Qtv Qso

Calcular la cantidad de calor necesario para transformar 30g de hielo que se encuentra a 40°Fen vapor sobrecalentado a 30°Fsi los calores específicos correspondientes son:

Hielo= 0.5Kcal/Kg °C

Vapor= 0.48Kcal/Kg °C

Agua= 1

Kcal

kcal

kcal

Kcal

Kcal

38

Q(Kcal)-40 ºC

0 ºC


Kcal

PROBLEMA.

Calcular la cantidad de calor necesario para transformar 1Kg de vapor de agua desde 140°C para transformarlo en hielo 5°C expresado en:

a) Kcalb) BTU

Kcal

kcal

kcal

Kcal

Kcal

Kcal

BTU

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PROBLEMA.

Un motor de automóvil con una salida de potencia de 95 HP tiene una eficiencia térmica del 28% calcular la tasa del consumo del combustible (v, m) si PSI es de 1900 BTU/lbm y la densidad relativa es de 0.78 resolver

a).- en el sistema Ingles

b).- En el Sistema Internacional

Qh = ( ) ( ) = 863482.1429 Btu/h

Qe = m * PSI

m = = 45.44 lb/h

m = 45.44 lb/h ( ) = 20.61 Kg/h

45.44lb/h* = 0.012622 lb/s

= 780 kg/ ( ) ( ) = 48.6394 lb/

v = = 2.59

v = 2.59 = = 0.116 gal/min

40


PROBLEMA.

La potencia eléctrica absorbida en un motor eléctrico es de 0.50 KW y la potencia mecánica producida es de 0.54C.V.

a) Cual será el rendimiento total del motorb) Cuantas Kcal se producen en dicho motor en una hr de trabajo

1 CV = 0.735 KW

1 KJ = 0-3969 KW

Ps = 0.3969 KW

Pe = 0.50 KW

n = = 79.38%

n = 28% Ps = 95 HP = 70870 W

Ps = 95 HP 1 Hp = 746 W

PCI = 19000 Btu/lb Qe= = 253.10 Kj/s = 60.45 Kcal/s

1 Kcal = 3.968 BTU

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19000 BTU/lb ( ) ( ) = 10556.23 Kcal/Kg

m = 60.45 Kcal/s

PROBLEMA

Una unidad doble A mantiene la casa a 22°C el calor de la casa aparatos y personas (ganancia térmica o carga térmica) es de 6000KJ/hr y el calor que entra del ambiente a través de la estructura haciende a 18000KJ/hr. Si el doble a tiene un COP de 2.2, calcular:

a) La potencia que se necesita suministrar en KWb) Si la electricidad cuesta a 9.8centavos de dólar el Kw/hr y la unidad funciona medio día calcular el costo diario de funcionamiento

24000KJ/hr

42


= 2.08KW

$=2.8*12*0.098=2.44dolares y 30.57pesos

43

termo libreta

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