Semana 9

Dr. Renzon Cosme Pecho

• La exergía es el

potencial de trabajo de

un sistema en un

ambiente.

• Representa la cantidad

máxima de trabajo útil

que puede obtenerse

cuando el sistema llega al

equilibrio con el

ambiente, conocido como

ESTADO MUERTO.

Cambio de exergía de un sistema

• Al contrario de energía, el

valor de la exergía

depende tanto del estado

del ambiente como del

estado del sistema.

• La exergía de un sistema

que está en equilibrio con

su ambiente es cero.

Cambio de exergía de un sistema

• Considere un dispositivo decilindro-émbolo, con masa (m),presión (P), temp., (T), U, S.

Exergía de una masa fija: exergia sin flujo

reemplazando

𝑇𝑑𝑆 − 𝑝𝑑𝑉 = 𝑑𝑈

Onde:X = exergia del sistema cerrado

Para sistemas cerradosΔEp y ΔEc desaparecen.

• La exergia asociada con la energíade flujo.

Observa-se que:• PV trabajo de flujo• P0V trabajo realizado contra la

atmósfera.

Exergía de flujo (o corriente)

Logo:

Transferencia de exergía por calor,

trabajo y masa:

• La exergia puede transferirse hacia o desde un sistemaen tres formas:

• Calor• Trabajo• Flujo másico

Transferencia de exergía por calor,

trabajo y masa:

1.- Transferencia de exergía por calor (Q)

Donde:

Transferencia de exergía por calor,

trabajo y masa:

2.- Transferencia de exergía por trabajo (W)

Donde:

Transferencia de exergía por calor,

trabajo y masa:

3.- Transferencia de exergía por masa (m)

Donde:Exergía de fluxo

Problemas

Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.05 kg de vapor deagua a 1 Mpa y 300°C. El vapor se expande a un estado final de 200kPa y 150°C, por lo que realiza trabajo. Durante este proceso seestiman pérdidas de calor del sistema hacia los alrededores de 2 kJ.Si se supone que los alrededores están a T0 = 25°C y P0= 100 kPa,determine a) la exergía del vapor en los estados inicial y final, b) elcambio de exergía del vapor, c) la exergía destruida y d) la eficienciasegún la segunda ley para este proceso.Solución:

Problemas

Solución:

Problemas

Solución:

Problemas

Un recipiente rígido de 200 m3 contiene aire comprimido a 1 MPay 300 K. Determine cuánto trabajo puede obtenerse de este aire si las condiciones ambientales son 100 kPa y 300 K.Solución:

Problemas

Solución:

Problemas

Un refrigerante será comprimido en forma estacionaria por uncompresor, desde 0.14 MPa y -10°C hasta 0.8 MPa y 50°C.Considerando que las condiciones ambientales son de 20°C y 95kPa, determine el cambio de exergía del refrigerante durante esteproceso y la entrada de trabajo mínimo que necesita serproporcionado al compresor por unidad de masa del refrigerante.Solución:

Problemas

Solución: