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CONCEPTOS BÁSICOS RODRIGO CÁCERES PROCESOS INDUSTRIALES 1-2015 Rodrigo Cáceres - Procesos industriales SISTEMA Y VOLUMEN • Sistema: Cantidad de masa o región en el espacio que es objeto de estudio • Sistema cerrado: Masa de control • Sistema abierto: Volumen de control • Entorno: Aquello que rodea al sistema • Frontera: Superficie (real o imaginaria) que separa a un sistema de su entorno Rodrigo Cáceres - Procesos industriales PROPIEDADES Característica macroscópica de un sistema como masa, volumen, energía, presión y temperatura. Son valores instantáneos. • Propiedades intensivas: No dependen de la masa • Ej: Temperatura, Presión • Propiedades extensivas: Dependen del tamaño del sistema • Ej: Volúmen, energía interna, entalpía Rodrigo Cáceres - Procesos industriales ESTADO • Condición de un sistema descrito por sus unidades • Estado estacionario: No hay cambio en las propiedades del sistema con el tiempo • Estado de Equilibrio: Balance a lo largo de todo el sistema: • • • • Mecánico Térmico De Fases Químico Rodrigo Cáceres - Procesos industriales LEY 0 DE LA TERMODINÁMICA “Si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, también están en equilibrio térmico entre ellos” Rodrigo Cáceres - Procesos industriales ENERGÍA • Diversas formas: • • Térmica • Mecánica • Cinética • Potencial • Eléctrica Dos grandes grupos • • Macroscópicas: Relación del sistema con una referencia externa (Cinética, potencial) Microscópicas: Estructura y actividad molecular. Se agrupan en la energía interna. Rodrigo Cáceres - Procesos industriales ENERGÍA INTERNA (U) • Está compuesta por: • • • • Energía latente: Asociado a la fase del sistema Energía sensible: Asociada a la cinética de las partículas Energía química: Asociada a lazos atómicos en moléculas Energía nuclear: Asociada a lazos en el núcleo atómico. 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛𝑎 + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝐶𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 + 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑚𝑣 2 𝐸 = 𝑈 + 𝐾𝐸 + 𝑃𝐸 = 𝑈 + + 𝑚𝑔𝑧 2 𝑣2 𝑒 = 𝑢 + 𝑘𝑒 + 𝑝𝑒 = 𝑢 + + 𝑔𝑧 2 Rodrigo Cáceres - Procesos industriales TRANSFERENCIA DE ENERGÍA • Transferencia de Calor A través de una frontera!! • Trabajo • Masa Rodrigo Cáceres - Procesos industriales Sistema abierto TRANSFERENCIA DE CALOR • Tres grandes tipos • Conducción ∆𝑇 𝑄 = −𝑘𝐴 𝑥 • Convección 𝑄 = ℎ𝐴(𝑇𝑠 − 𝑇𝑖𝑛𝑓 ) • Radiación 𝑄 = 𝜎𝐴𝑇 4 Rodrigo Cáceres - Procesos industriales INTERPOLACIÓN LINEAL • Considere los puntos (10,45) y (20,57) de una recta. Encuentre por medio de interpolación lineal los valores correspondientes a a) x=13; b) x=16; c) x=22 • En la siguiente tabla se recogen las presiones de vapor de agua en función de la temperatura. Calcule la presión del vapor de agua a 20°C. Rodrigo Cáceres - Procesos industriales EJERCICIOS • Complete la siguiente tabla interpolando las veces que sea necesario Presión (kPa) Temperatura (°C) 10 45.81 53.97 20 60.06 30 75 91.76 70 125 Rodrigo Cáceres - Procesos industriales 105.97