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Universidad del atlántico. Facultad de ingeniería. Termodinámica II 50 preguntas de termodinámica II Profesor: Nelson Barros G. Entregado por: Ronald Andrés Pertuz Polo. 29 de mayo del 2019.
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1. Defina en que consiste una ecuación de balance de energía, indique cada uno de sus términos. El principio que rige los balances de energía es la ley de conservación de la energía que establece que la energía no puede crearse ni destruirse (excepto en procesos nucleares). Esta ley es también llamada primer principio de la termodinámica. En la más general de sus formas, la primera ley dice que la velocidad a la cual la energía (cinética + potencial + interna) es ingresada a un sistema por un fluido, más la velocidad a la cual ingresa energía en forma de calor, menos la velocidad a la cual la energía es transportadda por el fluido fuera del sistema, menos la velocidad a la cual el sistema realiza trabajo sobre los alrededores, es igual a la velocidadd a la cual la energía se acumula en el sistema. se expresa como: el cambio neto (aumento o disminución) de la energía total del sistema durante un proceso es igual a la diferencia entre la energía total que entra y la energía total que sale del sistema durante el proceso. Es decir: E entrada E salida = ∆E sistema Dónde: E entrada : Energía total que entra al sistema. E salida : Energía total que sale del sistema. ∆ E sistema : Cambio en la energía total del sistema. Esta relación es más conocida como balance de energía y es aplicable a cualquier tipo de sistema que experimenta cualquier clase de proceso. El uso exitoso de esta relación para resolver problemas de ingeniería depende de la compresión de las distintas formas de energías y de reconocer los modos como ésta se transfiere. 2. Haga un ejemplo conceptual donde aclare los términos de balance de energía. Tenemos un recipiente rígido que contiene un fluido caliente que se enfría con la ayuda de las agitaciones de un ventilador. Al inicio el fluido tiene cierta energía interna, pero durante el proceso de enfriamiento pierda una parte de esa energía. Por otra parte, el recipiente rígido realiza un trabajo sobre el fluido, si deseamos calcular la energía interna del fluido al final debemos hacer lo siguiente: Plantear suposiciones; como por ejemplo: Suponer que el recipiente es estacionario de modo que los cambios de energía cinética y potencial son 0. Por consiguiente, el cambio de energía total del sistema es igual a la energía interna, y la energía interna es la única forma de energía del sistema que
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puede cambiar durante este proceso. También podemos asumir que la energía almacenada por el ventilador es insignificante. Por otra parte se analiza como es el recipiente, por ejemplo se puede considerar que es cerrado y que ninguna masa cruza sus fronteras durante el proceso, con esto podemos observar que el volumen del recipiente rígido es constante y por lo tanto no hay trabajo a través de la frontera móvil. Asimismo se pierde calor del sistema y se realiza trabajo de sobre el sistema. Una vez analizadas y hechas las suposiciones y
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