CAMBIO DE EXERGÍA DE UN SISTEMA

Para ver el resumen de este tema en organizador gráfico da clic aquí

TRANSFERENCIA DE EXERGÍA POR CALOR TRABAJO Y MASA

Para ver el resumen de este tema en organizador gráfico da clic aquí

GENERACIÓN DE CALOR EN UN SÓLIDO

Se llama generación de calor a la transformación de alguna forma de energía en energía térmica, ya sea eléctrica por resistencia de alambre, química exotérmica o nuclear en barras de combustible nuclear.

IRREVERSIBILIDAD

Existen factores que causan que un proceso sea irreversible como: fricción, expansión libre, mezclado de los fluidos, transferencia de calor a través de una diferencia de temperatura finita, resistencia eléctrica, deformación inelástica de sólidos y reacciones químicas.

Algunas irreversibilidades serán explicadas a continuación:

Fricción.- Es una fuerza opuesta al movimiento cuando dos cuerpos en contacto son forzados a moverse uno respecto al otro. El trabajo se convierte en calor y es transferido a las superficies de los cuerpos en contacto.

Expansión libre de un gas.- Los gases tienen la característica de ocupar todo el volumen del recipiente en el que se encuentren naturalmente, pero lo contrario a esta característica no ocurre por lo que se necesita realizar trabajo para comprimir dicho gas.

Transferencia de calor.- Un cubo de hielo en una habitación a temperatura ambiente ganará calor y se derretirá hasta ser agua líquida, el proceso opuesto no ocurrirá, para que suceda se necesita refrigeración y para obtenerla se debe proporcionar trabajo.

Fuente: Cenguel, Termodinámica, 7º Edición

DEDUCCIÓN DE FORMULAS - Energía disponible

Para revisar el análisis completo da clic aquí

ENERGÍA DISPONIBLE

La entropía señala que todo proceso es degenerativo, en la naturaleza todos los procesos van en dirección al desorden, pues llevar un sistema a un estado ordenado requiere de energía como trabajo. Cuando se aplica energía para realizar algún trabajo no toda la energía es convertida, solo una fracción que es la energía utilizable o energía disponible. La energía que no es utilizada lleva el nombre de energía no disponible, la energía total es la suma de ambas.

Suponga el motor de combustión de un automóvil, a este sistema ingresarán 100J de energía, lo ideal sería que toda la energía suministrada como calor se convierta en trabajo de la siguiente forma:

Desafortunadamente así no funcionan las cosas, pues el calor transferido al motor tendrá perdidas que serán consideradas como energía no disponible, entre estas pérdidas están: El calor de los gases de combustión, la pérdida de calor por el sistema de enfriamiento, pérdidas por fricción.

Fuente: Cenguel, Termodinámica, 7º Edición.

TERMODINÁMICA

La termodinámica es la ciencia que estudia la energía, la etimología del término termodinámica viene de las palabras griegas therme (calor) y dynamis (fuerza) aludiendo a los primeros esfuerzos por convertir el calor en energía utilizable. Actualmente el concepto encierra varios aspectos con respecto a la energía como transformaciones, generación de potencia, refrigeración entre otras, y principalmente su estrecha relación con las propiedades de la materia. La termodinámica nos permite saber la cantidad de energía que se necesita para realizar un proceso, es decir, la cantidad de energía transferida de un sistema a otro. Por ejemplo: la cantidad de energía requerida por un motor para poner en movimiento a un vehículo.

Fuente: Cenguel, Termodinámica, 7º Edición.