DESCARGAR LIBRO FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA TECNICA MORAN SHAPIRO PDF

Tura Tecnologico de Aeronautica; Caldas, L. Among these technological processes, ionizing radiation has been described as a feasible alternative for food conservation, mainly for meat products, since it keeps their natural properties. However, it is considered an excellent environment for the growth of microorganisms due to its composition, pH close to neutrality and long storage period. Potencial de mercado para la empresa 6. Shapiro, Michael J.

Author:Dizilkree Dizilkree
Country:Pakistan
Language:English (Spanish)
Genre:Technology
Published (Last):7 January 2008
Pages:165
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ISBN:334-5-99837-272-3
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Frontera superficie de control Ejemplo de volumen de control sistema ab ierto. Motor de un automvil. La regin se llama volum en de co ntro l. La m asa puede cru zar la front era de un vo lumen de co ntrol. En la Fig. La lnea de pu ntos a lredeelo r del mot o r de fine un vo lume n ele co ntro l.

Obser vem os qu e e l combustible , e l aire y los ga ses de escape cruzan la fro ntera. Como ya se ha sea lado, e l t rmino masa de co ntro l es a veces utili zad o e n lugar de sis te ma ce rrado y e l trmino siste ma ab ierto se usa co mo eq uiva lente al de vo lumen de co ntro l. C uando se em plea n los trminos ma sa de co ntro l y vo lume n de co ntro l. El e nfoq ue macrosc pico de la Te rmodinm ica tien e qu e ve r con un co m po rta mi ento g lo ba l, de conjunto.

Es ta es la llam ada a veces Termodinmica clsica. En e lla no se usa directame nte n ing n mod el o de la es truc tura de la m ate ria e n sus nivel es molec ular, at m ico o su batmi co. Aunque e l co m port am iento del siste ma se ve afec tado por la es tr uc tura molecular, la Te rm odin mica cls ica perm ite ana liza r as pec tos im po rtant es de su comportam iento a partir de ob se rv aciones del siste ma e n su co nj unto.

La aprox imac i n mi croscpica a la Te rm odinmica, co nocida co mo Termodinmica estadstica , tien e qu e ve r d irectam ent e co n la es tr uc tura de la mater ia. E l o bj et ivo de la Termodi nmica estad stica es caracteri zar med iante va lores es tad sticos e l co m portam ient o prom edi o de las part culas qu e co nstituye n el s iste ma de inte rs y rel aci on ar es ta info rmac i n co n el comportamiento macro scpico observado para el sis te ma.

Para aplicac iones re lacionadas con l ser es, plasm as, fluj os de gas a alta ve loci da d , ci ntica qumi ca, temperaturas mu y bajas criog nica s , y otras, los mt odos de la Termo di n m ica es tads tica res ulta n ese nc ia les. As imismo, la aproxi mac in micr oscp ica es fund amental para o bte ner datos so bre ciert as propi edades , como por ejemp lo los cal ores especfi cos de gases ideales Sec. Si n e m ba rgo, par a la gran mayor a Conceptos introductorios y definiciones de aplicaciones en ingeniera la Termodinmica clsica no slo proporciona una aproximacin considerablemente ms directa para el anlisis y el diseo, sino que tambin requiere muchas menos complicaciones matemticas.

Por esta razn el punto de vista macroscpico es el adoptado en este libro. Sin embargo. Las propiedades son caractersticas macroscpicas de un sistema tales como masa, volumen, energa Sec. S a las que pueden asignarse valores numricos en un instante dado sin un conocimiento previo de la historia del sistema. Consideraremos muchas otras propiedades a lo largo de nuestro estudio de la Termodinmica tcnica.

La Termodinmica tambin trata con magnitudes que no son propiedades, tales como el flujo de masa y la transferencia de energa por trabajo y calor. En los captulos siguientes se dan ejemplos adicionales de este tipo de magnitudes. En breve se explicar un procedimiento para distinguir las magnitudes que son propiedades de las que no lo son.

La palabra estado expresa la condicin de un sistema definida por el conjunto de sus propiedades. Puesto que normalmente existen relaciones entre dichas propiedades, el estado puede especificarse, a menudo, suministrando los valores de un subconjunto de las mismas. Todas las dems pueden determinarse a partir de estas pocas.

Cuando cualquiera de las propiedades de un sistema cambia. Un proceso es una transformacin de un estado a otro. Sin embargo, si un sistema muestra los mismos valores de SI:, propiedades en dos instantes diferentes, estar en el mismo estado en dichos instantes. Diremos que un sistema est en un estado estacionario si ninguna de sus propiedades cambia con el tiempo. Un ciclo termodinmico es una secuencia de procesos que empieza y termina en el mismo estado.

Al final de un ciclo todas las propiedades tienen los mismos valores que tenan al principio. En consecuencia, el sistema no experimenta cambio de estado alguno al finalizar el ciclo. Los ciclos que se repiten peridicamente juegan un papel prominente en muchas reas de inters. Por ejemplo, el vapor que circula a travs de una planta de generacin de electricidad recorre un ciclo. Cada propiedad tiene, en un estado concreto, un valor definido que puede asignarse sin conocer cmo ha llegado el sistema a tal estado.

Por tanto, el cambio en el valor de una propiedad, cuando el sistema pasa de un estado a otro, queda determinado exclusivamente por los estados inicial y final y es independiente de la forma concreta en la que ha ocurrido el cambio de estado. Es decir, el cambio es independiente de los detalles, o historia, del proceso. A la inversa, si el valor de una magnitud es independiente del proceso entre dos estados reflejar, entonces, el cambio en una propiedad.

Se deduce de esto que si el valor de una magnitud Conceptos introductorios y definiciones pa rt ic ular dep ende de lo s detalles del proce so, y no sola me nte de los esta dos inici al v final, tal magnitud no pu ede ser una propi edad, 1.

U na propiedad se llama exte nsiva si su va lor para un s iste ma es la s um a de los valores corre spo nd ie nte s a las partes en que se subd iv id a.

La masa. Las propi edades ex te ns ivas pueden cambi ur con e l tiempo y muchos an lisis termodinmi cos con si sten fundam entalmente en un balance c uid adoso de lo s cambios e n pr opiedades ex te ns ivas tales como la masa y la e ne rg a c uando el sistema interacciona con su entorno. La s propiedades intensivas no so n aditivas e n e l sentido se a lado previam ente.

Su s va lo res so n ind ep endi ent es del tamao o e xte ns i n de un siste ma y pu ed en variar de un sitio a ot ro dentro del sist ema en un instante dado. As, las propiedades int en sivas pu eden se r fun ci n de la po sicin y del tiempo mientras qu e las propi edade s e xten si va s varan fundam entalment e con e l tiempo.

El volumen es pec fico Scc, , la presin y la temperatura son propied ades int ensivas import antes; otras vari ables intensivas irn apareciendo en s uc esiv os cap tulos.

Para ilustrar la diferencia entre propi edades e xte nsivas e int ensivas co nside raremo s una cantidad de materia qu e sea uniforme e n temperatura , e imaginaremos que se di vid e e n do s partes. La masa del co nj unto es la suma de las masas de c ad a part e y lo m ismo s ucede con el volumen. Por el contrario, la temperatura del conjunto no es la suma de las temperaturas de las parte s s ino que e s la mi sma que la de cad a part e. La ma sa y e l vo lume n son pr opiedades ext en sivas mi entra s que la temperatura e s una propi edad intensiva.

Un s iste m a pu ede contener una o m s fa ses. Por ejem plo. C ie rto s lquidos, tales como alcohol yagua , pueden mezcl arse para formar una nica fase. Pero lquidos como el aceite y e l agua , qu e no so n mis cible s. Sustancia pura es aquella qu e e s uniforme e invaria ble en su com po s ic i n qumica, U na s us tanc ia pura puede e xistir e n m s de una fas e. Por ej emplo, s i e l agu a lquida y el vapor de agua form an un sistem a con dos fases.

Un a mezcl a uniforme de g ases pu ede considerarse una sustanci a pura supuesto que se m antiene co mo g as y no reaccion a qumi camente. En el Ca p. Conceptos introductorio s y definiciones U n s iste ma formado por a ire pu ede consi derarse un" s us ta nc ia pura mientr as se a una me zcl a de ga ses. En Me c nica, eq uilibrio impli ca una cond ic i n de ba la nc e ma nte n ido por una ig ua ldad de fuerza s opuestas. En Termodin mica, el concept o es m s am p lio e in cl uye no s lo un balance de fue rzas s ino tambi n un ba la nce de otras infl ue nc ias.

Cada tipo de influ encia se re fier e a un as pec to parti cul ar o to ta l del equilibrio termo di nm ic o. De ac uerdo co n es to. Los c rite rios par a es tos c ua tro tip os de eq ui librio se co ns ide rarn e n a pa rta dos posteri ores. Por ahora pod emos establ ece r un modo de co m probar si un siste ma est e n equ ilibr io termodin mi co mediante el sig uiente procedimiento : ais la mos el sistem a de s u e ntorno y esperam o s para com pro bar camb ios e n sus propiedad e s o bse rv a b le s.

S i no hay cam bio s pu ed e conc luirse q ue e l sis te ma e sta ba en eq u ilibrio e n e l instante e n q ue lo hemos ais lado. Pue de decirse as qu e e l siste ma es t en un estado de equilibrio. Cuando ta les ca m b ios cesan e l sis te ma est en equili br io. Por tanto, para qu e un s iste m a est en eq ui librio debe estar e n una fase simple o co nsis tir e n un n m ero de fas es qu e no teng an te nden ci a a c ambi ar sus cond ic io nes c ua ndo e l s is te m a com p leto q uede a is lado de s u e ntorno.

En e l equ ilib rio , la temperatura es un ifo rm e e n lod o e l sis te ma. Tambi n, la pres i n pue de consi de rarse un iforme e n tod o l e n ta nto en c ua nto los efec tos grav itato rio s no sea n s ig ni fica tivos ; e n caso co ntrario puede ex isti r una variaci n e n la pre sin, corno e s e l caso de una co lum na vertica l de lquido. En suces ivas se cc io nes de es te libro se con sidera un tipo idealizado de proce so llama do pro ce so de cuas iequilibrio o c uas ies uitico , U n proce so de c uas icq u ilib rio es aquel que se de s v a del eq ui librio term od in mico e n un mod o infin ite sim al.

Todos lo s es tados p or lo s q ue e l siste ma pasa e n un proceso de c uas icquili b rio pu eden co ns ide rarse es tados de eq u ilib rio. Pu esto qu e en lo s pr oce so s re al es son inevi ta b les s ituac io nes de no eq uilibrio , lo s s iste m as de int ers e n inge n ie ra pu ed en s lo a prox im arse a este ti po idealizado de pro ce so s. Nuestro int er s po r e l concepto de pro ce so de cuasiequ il ibrio se debe a las dos co nside rac io nes sig u ie ntes.

Primero, usando e l co nce pto de proce so s ele c uas icq uilibrio pu ed e n for m u larse m odel o s term odin micos si m p les que d an a l me nos informaci n cuulitcuiva sobre el com po rtamie nto de lo s si s te mas rea les de int e r s. Esto es eq uiva len te al uso de idea lizac io nes tal es como la masa puntu al o la polea s in roza m iento util izad os e n mec nica co n el objet o de sim p lific ar el an li sis. Seg undo , e l concepto de proceso de cu asi equ ilibrio es operati vo para deducir las relaci on es qu e existen e ntre las propiedade s de lo s s iste mas en equilibrio Ca ps.

Conceptos introductorios y definiciones No es preciso que un sistema que desarrolla un proceso real est en equilibrio durante el proceso. Alguno o todos los estados que aparecen en el proceso pueden ser estados de no equilibrio. Para muchos de estos procesos estamos limitados a conocer cl estado inicial y el estado final una vez ha terminado el proceso. En el siguiente captulo se vern algunos ejemplos al presentar los conceptos de trabajo y calor.

Los estados de no equilibrio muestran, normalmente. Estas propiedades pueden tambin variar con el tiempo para una posicin determinada, a veces de modo catico. En algunos casos las variaciones espaciales y temporales en propiedades tales como temperatura, presin y velocidad pueden medirse con precisin.

Tambin puede obtenerse esa informacin resolviendo ecuaciones apropiadas expresadas en forma de ecuaciones diferenciales, bien analticamente o por medio de un ordenador. Una unidad es cualquier cantidad especfica de una magnitud con la que cualquier otra cantidad del mismo tipo se mide por comparacin. Por ejemplo, metros, centmetros, kilmetros, pies, pulgadas y millas son todas unidades de longitud.

Segundos, minutos y horas son en cambio unidades de tiempo, Como las magnitudes fsicas estn relacionadas por definiciones y leyes, un nmero relativamente pequeo de ellas basta para explicar y medir todas las dems. Estas pueden llamarse magnitudes fundamentales. Las otras pueden medirse en trminos de las magnitudes fundamentales y se llaman derivadas.

Por ejemplo, si la longitud y el tiempo se consideran fundamentales, la velocidad y el rea sern derivadas. Dos conjuntos de magnitudes fundamentales suficientes para las aplicaciones en mecnica son 1 masa, longitud y tiempo y 2 fuerza, masa, longitud y tiempo. Cuando se consideran otros fenmenos fsicos son necesarias nuevas magnitudes fundamentales.

En el caso de la Termodinmica se incluye la temperatura.

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