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Máquinas TérmicasDr. Jorge A. Olórtegui Yume, Ph.D.

1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Escuela Académico Profesional de Ingeniería Mecánica Eléctrica

Universidad Señor de Sipán

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ENERGIA CINETICA (EC o KE)

v1 v2

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ENERGIA POTENCIAL GRAVITORIA (EPG o PE)

v1 v2

z2

z1

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ENERGIA POTENCIAL ELASTICA EN RESORTES (EPE o PEelast)

lo

l2𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡 =

1

2𝑘𝛿2

𝛿 = 𝑙 − 𝑙2

∆𝑃𝐸𝑒𝑙𝑎𝑠𝑡=1

2𝑘𝛿22−1

2𝑘𝛿21

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TRABAJO MECANICO (W)

𝒓

𝒓 + 𝒅𝒓

𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹

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TRABAJO MECANICO

2 Ejemplos de Trabajo

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TRABAJO MECANICO

Es una integral inexacta

El trabajo no es una propiedad termodinámica

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POTENCIA MECANICA

𝒓

𝒓 + 𝒅𝒓

𝒅𝒓 = 𝒅𝒔 𝐹

v1 v2

dt

Potencia Instantánea

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POTENCIA MECANICA

Potencia Transmitida por un eje

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TRABAJO MECANICO

Trabajo de expansión o compresión

V

p

V1 V2

p1

p2

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TRABAJO MECANICO

Trabajo de expansión o compresión

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TRABAJO MECANICO

Trabajo de expansión o compresión

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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ENERGIA INTERNA (U)Suma de las energías de las moleculas de un sistema termodinámico

ROTACION VIBRACIONTRASLACION

nuclearesatomicaenlacevibracionrotaciontraslacionmolec EEEEEEEU

ENERGIA DE

ENLACE

ENERGIA

NUCLEAR

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ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))

Depende unicamente de la temperature absoluta (T)

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ENERGIA INTERNA DEL GAS IDEAL (U(T))

Calores especificos

𝐶𝑉 =𝜕𝑞

𝜕𝑇𝑉

A volumen constante

𝐶𝑃 =𝜕𝑞

𝜕𝑇𝑃

A presion constante

𝑑𝑞 = 𝐶𝑉𝑑𝑇

𝐶𝑉 =𝜕𝑢

𝜕𝑇𝑉

𝑑𝑢 = 𝐶𝑉𝑑𝑇

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤

𝑑𝑤 = 𝑝𝑑𝑣 = 0

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑑𝑤 𝑑𝑞 = 𝐶𝑃𝑑𝑇

𝑑𝑢 = 𝑑𝑞 − 𝑝𝑑𝑣

𝐶𝑉𝑑𝑇 = 𝐶𝑃𝑑𝑇 −𝑅

𝑃.𝑀.𝑅𝑑𝑇 𝐶𝑉 = 𝐶𝑃 − 𝑅

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ENERGIA TOTAL DE UN SISTEMA (E)

𝐸 = 𝐸𝑖 = 𝐾𝐸 + 𝑃𝐸 + 𝑈

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CALORForma de energía en tránsito, que se transfiere de regiones de mayor temperatura hacia regiones de menor temperatura

Unidades:SI: J (Joule o Julio)

cal (caloria o caloria pequeña) 1 J = 0.24 calC (caloria grande o Kcal) 1kcal =1000 calBTU (British Thermal Unit) 1BTU =252 cal

QQ

Q

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CALOR

Es una integral inexacta

El calor no es una propiedad termodinámica

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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)

Para procesos en sistemas cerrados

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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)

Para procesos en sistemas cerrados

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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)

En forma diferencial

En forma de rapidez de cambio instantáneo

Para procesos en sistemas cerrados

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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Ejemplo:

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Ejemplo: (1era ley Procesos en Sistemas Cerrados)

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CICLO TERMODINAMICO

UN CICLO TERMODINAMICO ES UNA SECUENCIA DE PROCESOS TERMODINAMICOS QUE EMPIEZAN

Y TERMINAN EN EL MISMO ESTADO TERMODINAMICO

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1ERA LEY DE LA TERMODINAMICA(*)

Para ciclos en sistemas cerrados

∆𝐸𝑐𝑦𝑐𝑙𝑒= 0

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)

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Ejemplo: (1era ley Ciclos en Sistemas Cerrados)