Termodinámica Kenneth Wark

Termodinámica 6ta Ed. Kenneth Wark

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Tamaño: 114.3 MB
Idioma: ESPAÑOL

INDICE:

1. CONCEPTOS BÁSICOS Y DEFINICIONES

 Naturaleza de la Termodinámica
 Dimensiones y unidades
 Sistema, propiedad y estado
 Densidad, volumen específico y densidad relativa
 Presión
 Ley cero y temperatura
 Técnicas de resolución de problemas


2. LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

 Conceptos de trabajo y energía
 La primera ley de la Termodinámica
 Principio de conservación de la energía para sistemas cerrados
 Naturaleza de la energía E
 Transferencia de calor
 Trabajo de expansión y compresión
 Trabajo de un muelle elástico
 Otras formas de trabajo cuasiestático

3. PROPIEDADES DE UNA SUSTANCIA PURA, SIMPLE COMPRESIBLE

El postulado de estado y sistemas simples
 Superficie PvT
 Diagrama presión-temperatura
 Diagrama presión-volumen específico
 Diagrama temperatura-volumen específico
 Tablas de propiedades de sustancias puras
 Datos de las tablas y análisis energético de un sistema cerrado
 Las capacidades térmicas específicas


4. LOS MODELOS DE GAS IDEAL, DE ESTADOS CORRESPONDIENTES Y DE SUSTANCIA INCOMPRESIBLE

 Ecuación de estado de gas ideal
 Relaciones entre la energía interna, la entalpía y las capacidades térmicas específicas
        de los gases ideales
 Capacidades térmicas específicas de los gases ideales
 Análisis energético de sistemas cerrados que obedecen al modelo de gas ideal
 El factor de compresibilidad y el principio de los estados correspondientes
 Relaciones entre propiedades para sustancias incompresibles


5. ANÁLISIS ENERGÉTICO DE VOLÚMENES DE CONTROL

 Introducción
 Principio de conservación de la masa para un volumen de control
 Principio de conservación de la energía para un volumen de control
 Ecuaciones de la energía para un volumen de control en régimen estacionario
 Comentarios sobre las técnicas de resolución de problemas
 Aplicaciones de ingeniería en las que aparecen volúmenes de control en régimen estacionario
 Introducción a los ciclos termodinámicos
 Análisis de flujos transitorios (no estacionarios)


6. LA SEGUNDA LEY Y LA ENTROPÍA

 Introducción
 Motores térmicos, máquinas frigoríficas y bombas de calor
 Enunciados de la segunda ley
 Procesos reversibles e irreversibles
 Segunda ley y entropía. Presentación clásica
 Segunda ley y entropía. Presentación alternativa
 Balance de entropía en volúmenes de control
 Principio del incremento de entropía para sistemas cerrados
 Limitaciones debidas a la segunda ley en las actuaciones de motores térmicos, máquinas
     frigoríficas y bombas de calor
 Transferencia de calor y diagrama TS
 Aplicaciones
 La entropía en función de la aleatoriedad y de la probabilidad
 

7. CÁLCULO DE VARIACIONES DE ENTROPÍA Y BALANCE DE ENTROPÍA EN UN VOLUMEN DE CONTROL

 Presentación en forma gráfica y de tablas de los datos de entropía
 Ecuaciones T dS para sustancias puras, simples compresibles
 Variación de entropía de un gas ideal
 Variación de entropía de una sustancia incompresible
 Aplicación del balance de entropía a un volumen de control en régimen estacionario
 Expresiones del trabajo en régimen estacionario


8. ALGUNAS CONSECUENCIAS DE LA SEGUNDA LEY

 Procesos isoentrópicos
 Rendimientos adiabáticos de dispositivos en régimen estacionario
 El ciclo de Carnot
 E1 proceso no estacionario de descarga adiabática


9. EXERGÍA (DISPONIBILIDAD) E IRREVERSIBILIDAD

 Introducción
 Trabajo y producción de entropía
 Exergía
 Análisis exergético de un volumen de control
 Rendimiento exergético o efectividad
 

10. MEZCLAS NO REACTIVAS DE GASES IDEALES

 Análisis de la composición de las mezclas de gases
 Relaciones PvT para mezclas de gases ideales
 Energía interna, entalpía y entropía de mezclas de gases ideales
 Procesos de mezcla de gases ideales
 Propiedades de una mezcla de un gas ideal y un vapor
 Temperatura de saturación adiabática y temperatura de bulbo húmedo
 El diagrama psicrométrico
  Procesos de acondicionamiento de aire


11. COMPORTAMIENTO PvT DE LOS GASES REALES Y DE LAS MEZCLAS DE GASES REALES

 La ecuación de estado del virial
 Ecuaciones de estado con dos constantes
 Otras ecuaciones de estado
 Mezclas de gases reales


12. RELACIONES TERMODINÁMICAS GENERALIZADAS

 Fundamentos de derivadas parciales
 Algunas relaciones fundamentales entre propiedades
 Relaciones generalizadas para las variaciones de entropía, energía interna y entalpía
 Relaciones generalizadas para cp y cv
 Presión de vapor y ecuación de Clapeyron
 Coeficiente de Joule-Thomson
 Diagramas termodinámicos generalizados
 Elaboración de las tablas de propiedades


13. REACCIONES QUÍMICAS

 Estequiometría de las reacciones
 Procesos reales de combustión
 Entalpía de formación
 Análisis energético de mezclas reactivas en régimen estacionario
 Temperatura de combustión adiabática
 Análisis termoquímico a volumen constante
 Entalpía de reacción y poderes caloríficos
 Estudio de las reacciones mediante la segunda ley
 Análisis exergético de sistemas reactivos
 Pilas de combustible


14. EQUILIBRIO QUÍMICO

 Introducción
 El criterio de Gibbs
 Equilibrio y potencial químico
 El potencial químico de un gas ideal
 Las constantes de equilibrio Ko y KP
 Cálculo de los valores de Ko
 Cálculo de la composición de equilibrio
 Análisis de la primera ley aplicada a mezclas de gases ideales en equilibrio
 La ecuación de Van't Hoff que relaciona Ko y ®hR
 Reacciones simultáneas


15. CICLOS DE POTENCIA DE GAS

 Ciclo de aire estándar
 Ciclo de Carnot con aire estándar
 El ciclo Otto con aire estándar
  El ciclo Diesel de aire estándar y el ciclo dual
 El ciclo Brayton de aire estándar
 Ciclos de turbina de gas con refrigeración intermedia y recalentamiento
 Ciclos de turbina de gas de ciclo cerrado
 Los ciclos Ericsson y Stirling


16. CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR

 El ciclo Rankine
 El ciclo con recalentamiento
 El ciclo regenerativo
 Sistemas de cogeneración
 El ciclo combinado
 Aplicaciones de los ciclos de vapor
 Análisis exergético de un ciclo de potencia de vapor simple


17. SISTEMAS DE REFRIGERACIÓN

 El ciclo de Carnot inverso
 El ciclo de refrigeración por compresión de vapor
 Bombas de calor
 Sistemas de refrigeración por compresión de vapor en cascada y multietapa
 Licuación y solidificación de gases
 Ciclos de refrigeración con gas
 Ciclo Stirling de refrigeración
 Refrigeración por absorción
 Análisis exergético del ciclo de refrigeración por compresión de vapor