Respuestas
Respuesta:
¿Cuál es la fórmula del primer principio de la termodinamica?
El gas se expande por lo que realiza un trabajo positivo. El primer principio nos da la relación que deben cumplir estas magnitudes: Si el recipiente tuviera paredes fijas, el gas no podría realizar trabajo, por lo que el calor suministrado se invertiría íntegramente en aumentar la energía interna.
Explicación:
La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.
espero que te sirva dame coroa porfavor
Respuesta:
Explicación:
Primer principio para sistemas abiertos
Formulación
El primer principio aplicado a sistemas abiertos (esto es, a un volumen de control) será:
E
2
−
E
1
=
Q
+
W
x
+
∑
k
∫
h
t
k
d
m
k
es decir, el incremento de energía en ese volumen de control se debe a:
el calor aplicado sobre él
el trabajo en el eje aplicado sobre él
la suma de las entalpías totales específicas de la materia que entra y la resta de las entalpías totales específicas de la materia que sale
La entalpía total se define como:
h
t
=
e
+
p
v
=
u
+
ν
2
2
+
g
z
+
p
v
esto es, tiene en cuenta toda la energía que tiene ese fluido:
energía
energía interna (debido a su temperatura)
energía cinética (debido a su velocidad)
energía potencial (debido a la presencia de un campo gravitatorio)
trabajo al atravesar la superficie
Warning
La formulación del primer principio aplicable a sistemas cerrados:
d
E
=
δ
Q
+
δ
W
sólo es aplicable a sistemas cerrados (no puede aplicarse a volúmenes de control o sistemas abiertos).
Tampoco es aplicable a estos sistemas la primera ley en la siguiente forma (aplicable a sistemas cíclicos):
∮
δ
Q
=
−
∮
δ
W
Demostración
Consideremos un sistema A (esquematizado en la siguiente figura) definido por una frontera perfectamente determinada
Ω
y un elemento diferencial de masa adyacente
d
m
.
_images/figura4_1.png
Masa de control elegida para aplicar el primer principio a sistemas abiertos.
Si
d
m
puede pasar a través de
Ω
al interior del volumen de control y es
p
la presión que el medio exterior ejerce sobre ella mientras cruza la frontera, la interacción trabajo será igual a:
δ
W
=
−
p
d
V
s
i
s
en la que
d
V
s
i
s
, tomando como sistema el conjunto masa contenida inicialmente en
Ω
más
d
m
, será igual a:
d
V
s
i
s
=
V
s
i
s
(
t
+
Δ
t
)
−
V
s
i
s
(
t
)
Ahora bien:
V
s
i
s
(
t
)
=
V
Ω
−
V
d
m
V
s
i
s
(
t
+
Δ
t
)
=
V
Ω
pues el proceso de introducir la masa dentro
Ω
ha finalizado, por lo tanto
d
V
s
i
s
queda:
d
V
s
i
s
=
V
Ω
−
(
V
Ω
+
V
d
m
)
=
−
V
d
m
Si el volumen específico de la sustancia al alcanzar la superficie de entrada es
v
, como la masa es
d
m
, tendremos
V
d
m
=
v
d
m
y
d
V
s
i
s
=
−
v
d
m
. Sustituyendo en la expresión del trabajo:
δ
W
=
−
p
(
−
v
d
m
)
=
p
v
d
m
Si designamos por
E
1
y
E
1
+
d
E
a las energías de la materia en el interior de
Ω
en los instantes
t
y
t
+
Δ
t
respectivamente,
(
e
d
m
)
es la energía de la masa
d
m
en la frontera y durante el proceso hay una interacción térmica, entonces para el sistema cerrado elegido, tendremos:
(
E
1
+
d
E
)
—
(
E
1
+
e
d
m
)
=
δ
Q
+
p
v
d
m
Si además consideramos que durante el proceso hay una interacción trabajo, por variación de la frontera
Ω
, o por rotación de un eje (éste será el caso más frecuente) representemos por
δ
W
x
(trabajo al eje) esta interacción, entonces podremos reescribir la ecuación anterior en la forma:
d
E
=
δ
Q
+
(
e
+
p
v
)
d
m
+
δ
W
x
donde
d
E
representa la variación de energía en el interior de
Ω
.
A la magnitud
e
+
p
v
se la denomina entalpía total,
h
t
, y si despreciamos todo tipo de acción, menos la presencia del campo gravitatorio, recordarán que:
e
=
u
+
ν
2
2
+
g
z