Hola!

aqui les dejo  el link de mi  documento en excel con algunos ejercicios del libro de Cengel, desde mi cuenta en mega.

https://mega.nz/#fm/XkkUkLxJ

(copien y peguen el link) :)

TRANSFERENCIA DE ENERGIA

El calor (representado con la letra Q) es la energía transferida de un sistema a otro (o de un sistema a sus alrededores) debido en general a una diferencia de temperatura entre ellos. El calor que absorbe o cede un sistema termodinámico depende normalmente del tipo de transformación que ha experimentado dicho sistema.

Dos o más cuerpos en contacto que se encuentran a distinta temperatura alcanzan, pasado un tiempo, el equilibrio térmico (misma temperatura). Este hecho se conoce como Principio Cero de la Termodinámica, y se ilustra en la siguiente figura.  Un aspecto del calor que conviene resaltar es que los cuerpos no almacenan calor sino energía interna. El calor es por tanto la transferencia de parte de dicha energía interna de un sistema a otro, con la condición de que ambos estén a diferente temperatura. Sus unidades en el Sistema Internacional son los julios (J)

 Primera ley de la termodinámica

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. Veamos su aplicación a un sistema cerrado. Un sistema será abierto o cerrado según la masa pueda o no atravesar los límites del mismo durante el período de tiempo en que se plantea el balance de energía. Por definición, un proceso batch o por lotes es cerrado mientras que un semibatch o un proceso contínuo son abiertos. El balance integral de un sistema cerrado debe ser planteado entre dos instantes de tiempo (por qué?). Como la energía no puede crearse ni destruirse, los términos de generación o consumo no tienen sentido, llegando a: 

Acumulación = entrada - salida

BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS (MASA FIJA)

Q=m*Cv*AT

Se denomina un sistema cerrado cuando es un proceso por lotes, mientras que un proceso continuo o semicontinuo es abierto. En los sistemas cerrados se genera transferencia de energía a través de las fronteras en forma de trabajo o calor, mas no transferencia de masa lo cual se resume en la siguiente ecuación:

BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS DE FLUJO ESTACIONARIO

 

Por definición de proceso abierto, en estos hay un flujo de materia que atraviesa los límites del mismo mientras el proceso se lleva a cabo. Por lo tanto, para que la masa ingrese al sistema es necesario efectuar un trabajo para empujar esta masa en el sistema y el sistema debe realizar un trabajo sobre los alrededores para que la masa pueda salir del sistema. Ambos trabajos (tanto para ingresar la materia o que esta egrese) deben ser incluidos en el. balance de energía, y la diferencia entre ambos es el trabajo de flujo. En realidad en estos sistemas, más que hablar de trabajo decimos velocidad de transferencia de energía como trabajo o trabajo/tiempo) Trabajo de Flujo y Trabajo en el Eje

 El trabajo neto realizado por el sistema sobre los alrededores puede ser escrito como:

 W'= W's + W'fl

 donde: W's : es el trabajo en el eje o velocidad a la cual el sistema realiza trabajo sobre partes móviles del sistema (por ejemplo una bomba) 

W'fl : es el trabajo de flujo o velocidad a la cual el fluido realiza trabajo para salir del sistema menos la velocidad a la cual los alrededores realizan trabajo sobre el sistema para introducir el fluido en el proceso.

CALORES ESPECIFICOS DE GASES LIQUIDOS Y SOLIDOS.

La materia está en uno de los tres estados: sólido, líquido o gas: En los sólidos, las posiciones relativas (distancia y orientación) de los átomos o moléculas son fijas. En los líquidos, las distancias entre las moléculas son fijas, pero su orientación relativa cambia continuamente. En los gases, las distancias entre moléculas, son en general, mucho más grandes que las dimensiones de las mismas. Las fuerzas entre las moléculas son muy débiles y se manifiestan principalmente en el momento en el que chocan. Por esta razón, los gases son más fáciles de describir que los sólidos y que los líquidos.

El gas contenido en un recipiente, está formado por un número muy grande de moléculas, 6.02·10²³ moléculas en un mol de sustancia. Cuando se intenta describir un sistema con un número tan grande de partículas resulta inútil (e imposible) describir el movimiento individual de cada componente. Por lo que mediremos magnitudes que se refieren al conjunto: volumen ocupado por una masa de gas, presión que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente y su temperatura. Estas cantidades físicas se denominan macroscópicas, en el sentido de que no se refieren al movimiento individual de cada partícula, sino del sistema en su conjunto

El calor específico (o capacidad calorífica específica) es la energía necesaria para elevar en un 1 grado la temperatura de 1 kg de masa. Sus unidades en el Sistema Internacional son J/kg K.

Calores específicos de líquidos

Al igual que en los sólidos, los calores específicos varían poco en función de la presión pero sí notablemente con respecto a la temperatura. Los valores son en general menores que 1 cal / gr ºC, y a la temperatura de fusión el calor específico de un líquido es mayor que el del sólido a la misma temperatura.

Calores específicos de gases

En los gases, los valores de c_p son mayores que los de c_v, pues a presión constante el gas se dilata realizando cierto trabajo para vencer la presión exterior, y entonces se necesita absorber una cantidad de energía equivalente a ese trabajo. En los gases se mide generalmente c_p directamente y el valor de c_v se deduce de las relaciones que lo vinculan con c_p.

La medida de cv es imposible realizarla con gran exactitud debido a que la capacidad calorífica de la masa gaseosa que puede contener un recipiente cualquiera es pequeña, o por lo menos del mismo orden que este.

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HI.



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Preguntas difíciles #1

Que tal?!.

hoy  se realizaran dos preguntas  muy interesantes,con sus respuestas:

1.-¿ Cuál es la importancia de la transferencia de calor en la ingeniería química ?

de seguro que sabes que la transferencia de calor es fundamental en ingeniería pero en que radica su importancia en IQ ( ingeniería química).

Primero definamos que es la ingeniería química ya que muchas personas piensan que va ligado a ciencias quimicas o que se trata de una carrera para elaborar solo "productos quimicos" (desinfectantes, aromatizantes, cloro, etc...). Veamos  en que gran error caen aquellas personas;

"Ingeniería Química es la rama de la Ingeniería que se dedica al estudio, síntesis, desarrollo, diseño, operación y optimización de todos aquellos procesos industriales que producen cambios físicos, químicos y/o bioquímicos para desarrollar maneras económicas de usar materiales y energía para el beneficio de la humanidad "

[fuente:  ingenieriaquimica.org]

ahora  tengamos en cuenta este enunciado para la transferencia de calor "La transferencia de calor es el paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura"

                                       

entonces concluimos que IQ se vale de procesos unitarios para transformar la materia sea esta fisica o quimicamente claramente para lograr estos cambios necesitamos energia en este caso con respecto a la pregunta necesitando calor, el calor es  energia termica. Al diseñar un proceso es necesario estudiar los principios basicos que riguen la trnasferencia de calor, la conveccion-radiacion-conduccion,  ya que todas las operaciones que tienen lugar en la industria conllevan a la produccion de calor, y la absorcion de calor estas dos opcciones  son las que mas dinero cuesta producirlas en la industria por tal siempre se piensa en recuperar la energia. la forma en que el calor se difunde y la necesidad que se tenga en el proceso insentivo la  realizacion de  dispositivos que nos ayuden a transferir calor como son los  intercambiadores de calor, los generadores de calor o calderas, las torres de enfriamiento, etc.

2.-¿Qué es mas facil usar energia mecanica o interna, por qué?

La energía interna se define como la energía asociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas. Está en una escala separada de la energía macroscópica ordenada, que se asocia con los objetos en movimiento.  sin duda cuando el mundo tenga un mayor dominio de la nanotecnologia sera mucho mas facil usar la energia interna de una manera ecoamigable y sumamente rentable.

                             

   

Energía mecánica es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la gravitación, etc., y la poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse desplazados de su posición de equilibrio. claramente se puede obtener energía del agua en movimiento en una represa por ejemplo.

1er post; bienvenida ;)

Hola!!!

sean bienvenidos a un espacio  creado específicamente para dar pautas sobre la transferencia de calor.