CURSO BÁSICO sección 2

La palabra termodinámica significa “movimiento de calor”, Viene del griego Termos (calor) y dinámica (que se mueve).

-Hoy día, la termodinámica es la ciencia que estudia el movimiento del calor

El Calor; Es una forma de energía

la caloría: calor necesario para que 1 g. de agua aumente 1º C su temperatura.

Una caloría equivale a una transmisión de 4,18 Joules de energía, lo que nos permite escribir todas las expresiones anteriores en unidades del Sistema Internacional.

Así, el calor específico del agua Ca = 1 cal/gºC = 4180 J/kgºC

La cantidad de calor en una masa definida, a una temperatura definida.

Entalpía

Se puede definir como el calor necesario para que la unidad de masa de una masa dada aumente 1º C su temperatura.

No toda la materia se calientan de la misma forma

El calor específico es la propiedad de la materia que mide esa diferencia

El calor cedido o absorbido por un cuerpo se puede medir por la expresión:

Donde: m es la masa del cuerpo c su calor específico Tf su temperatura final Ti su temperatura inicial.

Q = m · Cp · (Tf-Ti)

MATERIAL CALOR ESPECIFICO MATERIAL CALOR ESPECIFICO

kcal /kg

°C kJ/kg K kcal/kg °C kJ/kg K

Acero

(Hierro) 0.129 0.5397 R-502 0.255 1.0669

Agua 1.0 4.184 Salmuera al 20% 0.850 3.5564

Aire 0.242 1.0125 Vidrio 0.187 0.7824

Alcohol

Metílico 0.615 2.5732 Zinc 0.095 0.3975

Aluminio 0.214 0.8953 ALIMENTOS

Amoniaco

(4°C) 1.10 4.6024 Apio 0.91 3.8074

Asbesto 0.20 0.8368 Carne de Cerdo 0.50 2.092

Bronce 0.104 0.4351 Carne de Res 0.75 3.1380

Carbón 0.241 1.0083 Carne de Ternera 0.70 2.9288

Cartón 0.324 1.3556 Col 0.93 3.8911

Cobre 0.095 0.3975 Durazno 0.92 3.8493

Concreto 0.156 0.6527 Fríjol 0.91 3.8074

Corcho 0.485 2.0292 Huevos 0.76 3.1798

Glicerina 0.576 2.410 leche 0.90 3.7656

Grafito 0.200 0.8368 Mantequilla 0.60 2.5104

Hielo 0.504 2.1087 Manzana 0.92 3.8493

ladrillo 0.200 0.8368 Pescado 0.80 3.3472

latón 0.09 0.3766 Papas 0.80 3.3472

Madera 0.327 1.3681 Pollo 0.80 3.3472

Mercurio 0.033 0.1394 Queso 0.64 2.6778

R-12 0.213 0.8912 Sidra 0.90 3.7656

R-22 0.260 1.0878 Uvas 0.92 3.8493

kJ/kg K X 0.239 = kcal/kg °e

X 0.2388 = btu/lb °F

kcal/kg "C

X 4.184 = kJ/kg K

X 1.0 = btu/lb °F

btu/lb "F

X4.1868 = kJ/kg K

X 1.0 = kcal/kg °e

Calor específico (capacidad calorífica)

1

2

3 4 5

6 7

8

Id Parámetros Valor

Disponible

Factor de

conversión

Valor a utilizar

0 Presión barométrica (revisar vía Internet en centro de meteorología)

1 Temperatura de succión (Registrada con un termocople a 5 cm de la entrada de succión del compresor)

2 Temperatura de descarga (Registrada con un termocople a 5 cm de la salida de descarga del compresor)

3 Temperatura a la entrada del condensador

Pc Presión de condensación

Tc Temperatura de condensación

4 Temperatura a la salida del condensador

5 Temperatura del líquido subenfriado (Registrada con un termocople a 5 cm de la entrada al elemento restrictor)

Pe Presión de evaporación (Registrada con un manómetro común en la salida del evaporador)

Te Temperatura de evaporación

6 Temperatura a la entrada del evaporador

7 Temperatura a la salida del evaporador

8 Temperatura en el intercambiador

Entropía

Cantidad de calor removido o añadido, por cada gramo de refrigerante evaporado, condensado ó comprimido; Divido entre el diferencial de temperatura inicial y final en cada proceso

La entropía es una evaluación del desorden en un sistema. Es un número que nos indica el grado de control en el manejo del calor; la manera de utilizarla es medirla en nuestro proceso inicial, es decir, antes de cambiar algo, y volverla a medir al final del proceso que sufrió el sistema.

¿Para qué sirve la entropía? La entropía, como medida del grado de control en ingeniería, como concepto auxiliar en los problemas del rendimiento energético de las máquinas, es una de las variables termodinámicas más importantes.

Sistema cerrado

Se dice que un sistema es cerrado, cuando no existe intercambio de masa, solo energía.

Primera ley de la termodinámica

La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

Segunda ley de la termodinámica

El calor siempre se transfiere entre masas de mayor a menor contenido de energía, nunca de menor a mayor.

No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor y la conversión íntegra de este calor en trabajo

FORMAS DE TRANSFERENCIA DEL CALOR (Equilibrio Térmico)

La conducción es una forma de transferencia, basada en el contacto directo de sus partículas, que tienden a igualar su temperatura o estado de excitación molecular

Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a temperaturas diferentes, intercambiarán energía hasta que ambos alcanzan el equilibrio térmico

Se caracteriza porque ésta se produce a través del desplazamiento de materia entre regiones con diferentes temperaturas. La convección se produce únicamente en materiales fluidos.

La convección

La radiación

Refiere a la energía transportada por ondas electromagnéticas, llamada radiación electromagnética

Es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí, se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro

LA REFRIGERACIÓN

Se dice que la palabra “Frió”, denota la ausencia de calor en la materia

El ciclo de refrigeración mecánica fue desarrollado por: Jacob Perkins En 1834.

5.- Evaporador 3.- Condensador

4.- Restrictor

2.- Compresor

Baja presión Alta presión

COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA DE REFRIGERACIÓN MECÁNICA

1.- Refrigerante

¿ Como funciona? El sistema absorbe calor en el lado de baja presión y lo elimina por el lado de alta presión.

5.- Evaporador 3.- Condensador

4.- Restrictor

2.- Compresor

Baja presión Alta presión

1.- Refrigerante

calor calor

¿Cómo?

Espacio refrigerado Espacio exterior

5.- Evaporador

3.- Condensador

4.- Restrictor

2.- Compresor

Baja presión Alta presión

El refrigerante en estado gaseoso es extraído del evaporador, comprimido y enviado al condensador.

refrigerante

El refrigerante a alta presión y con alto contenido de calor, sede calor al Medio condensante y el refrigerante cambia de fase gaseosa a líquida

refrigerante

5.- Evaporador 3.- Condensador

4.- Restrictor

2.- Compresor

Baja presión Alta presión

El elemento restrictor dosifica el líquido refrigerante, fragmentándolo en forma de rocío y hace caer la presión de alimentación al evaporador

El refrigerante se evapora, absorbiendo calor del medio ambiente. Cambia de fase líquida a fase gaseosa y se cierra el ciclo nuevamente

refrigerante refrigerante

5.- Evaporador 3.- Condensador

4.- Restrictor

2.- Compresor

refrigerante

Etapas del ciclo de refrigeración mecánica