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1. Semana 9 Dr. Renzon Cosme Pecho
2. • 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
3. • 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
4. • Considere un dispositivo de cilindro-émbolo, con masa (m), presión (P), temp., (T), U, S. Exergía de una masa fija: exergia sin flujo reemplazando − = Onde: X = exergia del sistema cerrado Para sistemas cerrados ΔEp y ΔEc desaparecen.
5. • La exergia asociada con la energía de flujo. Observa-se que: • PV trabajo de flujo • P0V trabajo realizado contra la atmósfera. Exergía de flujo (o corriente) Logo:
6. Transferencia de exergía por calor, trabajo y masa: • La exergia puede transferirse hacia o desde un sistema en tres formas: • Calor • Trabajo • Flujo másico
7. Transferencia de exergía por calor, trabajo y masa: 1.- Transferencia de exergía por calor (Q) Donde:
8. Transferencia de exergía por calor, trabajo y masa: 2.- Transferencia de exergía por trabajo (W) Donde:
9. Transferencia de exergía por calor, trabajo y masa: 3.- Transferencia de exergía por masa (m) Donde: Exergía de fluxo
10. Problemas Un dispositivo de cilindro-émbolo contiene 0.05 kg de vapor de agua a 1 Mpa y 300°C. El vapor se expande a un estado final de 200 kPa y 150°C, por lo que realiza trabajo. Durante este proceso se estiman 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) el cambio de exergía del vapor, c) la exergía destruida y d) la eficiencia según la segunda ley para este proceso. Solución:
11. Problemas Solución:
12. Problemas Solución:
13. Problemas Un recipiente rígido de 200 m3 contiene aire comprimido a 1 MPa y 300 K. Determine cuánto trabajo puede obtenerse de este aire si las condiciones ambientales son 100 kPa y 300 K. Solución:
14. Problemas Solución:
15. Problemas Un refrigerante será comprimido en forma estacionaria por un compresor, desde 0.14 MPa y -10°C hasta 0.8 MPa y 50°C. Considerando que las condiciones ambientales son de 20°C y 95 kPa, determine el cambio de exergía del refrigerante durante este proceso y la entrada de trabajo mínimo que necesita ser proporcionado al compresor por unidad de masa del refrigerante. Solución:
Explicación: Hay esta