FORMULAS BÁSICAS DE TERMODINÁMICA.docx

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión COL. Sede Cai!as Profesor " Ing. #icardo #odr$gue% Unidad Curricular " &er!odin'!ica II

FORMULAS BÁSICAS DE TERMODINÁMICA Conversin en!re escalas de !e"#era!ura$ & ()* + & (,C* - /0.12 & (#* + & (,3* - 425.6/

& (#* + 1.7 & ()* & (,3* + 1.7 & (,C* - 0

Ti#os de Procesos Ter"odin%"icos$ Proceso Isen!al#ico& Proceso donde la Ental8ia 8er!anece constante. Proceso Iso!'r"ico" Proceso donde la &e!8eratura 8er!anece constante. Proceso Iso(%rico& Proceso donde la Presión 8er!anece constante. Proceso Isen!r#ico& Proceso adia'tico interna!ente reversile donde la entro8$a es constante. Proceso Iso"'!rico& Proceso donde el 9olu!en es8ec$:ico 8er!anece constante. For"ula de En!al#ia& ; + u - P

v

 ()<=)g*

)alor de "e*cla& >:g + >g ? >: donde > es igual a ( v @ ;@ u@ s* Calidad"  x =

mg mt 

=

 y − y f   y fg

9a8or  sorecalentado

PAPsat a una te!8eratura dada &B&sat a una 8resión dada >B>g a una 8resión o te!8eratura dada

Liuido Co!8ri!ido

PBPsat a una te!8eratura dada &A&sat a una 8resión dada >A>:  a  a una 8resión o te!8eratura dada

Oservación" Cuando se traa el de volu!en es8eci:ico co!o liuido saturado a la te!8eratura dada@ > + > :  a  a la te!8eratura dada.

En!al#ia de li+uido co"#ri"ido& ; + ;:Dt -

v

Calores es#ec,ficos varia(les&  F 9olu!e 9olu!en n Constante 2

∫

u2−u1 = Cv ( T ) dt  1

 F Presión Presión Constante Constante 2

∫

h2− h1= Cp ( T ) dt 

 (P  (P  Psat*

 : 

h2− h1=C  p ( T 2− T 1 )  F Presión Constante

Relacin de en!re calores es#ec,ficos$ C8 + Cv - #

)+ C8=Cv

Transferencia Transferencia de calor #or unidad de "asa& Q q= m

1

Calores es#ec,ficos cons!an!es u2−u1 =C v ( T 2−T 1)  F 9olu!en Constante

Ecuacin de un -as en es!ado ideal& i deal& v  P= R T 

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FORMULAS BÁSICAS DE TERMODINÁMICA Relacin de un -as ideal en dos es!ados diferen!es&

Eficiencia de una "a+uina !'r"ica ηtermica=

 P1 v 1  P 2 v 2

=

T 1

T 2

Proceso Isen!r#ico de -ases ideales Cuando el calor es8eci:ico es constante

( ) ( ) ()

T 2  v1 = T 1 v2

T 2  P 2 = T 1  P1  P2 v = 1  P1 v2

 P1

=

Qen

=1−

Qsal Qen

En!rada de !ra(a.o ne!o en refri-eradores / (o"(as de calor  Gneto@en + H  HL

Coeficien!e de rendi"ien!o de un refri-erador 

k − 1

COP R= k − 1 k 

Q  W neto ,en

Coeficien!e de rendi"ien!o de una Bo"(a de Calor 

k 

COP!C =

Para Calores es8ec$:icos variales

 P2

W neto,sal

 Pr2 v 2  Pr1 v 1

=

v r2 v r1

Salida de !ra(a.o ne!o en una "a+uina !'r"ica

Q "  W neto ,en

Eficiencia adia(%!ica de una !ur(ina ηtur#ina =

h1−h2 a h1− h2 s

Eficiencia adia(%!ica de un Co"#resor 

Gneto@sal + Hen  Hsal + Hsal  Gent + H  HL

ηcompresores =

h2 s−h1 h2 a − h 1

Donde& & + &e!8eratura & ()* + &e!8eratura en grados )elvin. & (,C* + &e!8eratura en grados cent$grados. & (,3* + &e!8eratura en grados 3a;ren;eit. &(#* + &e!8eratura en grados #anJine. ; + Ental8ia. u + Energ$a Interna. P + Presión. v + 9olu!en es8eci:ico. s + Entro8$a. !g + Masa del va8or. !t + Masa total. Su$ndice g" estado de va8or. Su$ndice :" estado de l$uido.

Su$ndice :g" estado de !e%cla. Su$ndice 1" estado Inicial Su$ndice " estado 3inal Cv + Calor es8eci:ico a volu!en constante. C8 + Calor es8eci:ico a 8resión constante. J + relación de calores es8ec$:icos. Pr  + Presión #elativa. v r  + 9olu!en es8eci:ico relativo. Gneto@sal + &raa
H + &rans:erencia de calor desde un cuer8o de alta te!8eratura. HL + &rans:erencia de calor desde un cuer8o de a
h2 a

+ 9alor de la Ental8ia en el estado de salida 8ara un 8roceso real. h2 s + 9alor de la Ental8ia en el estado de salida 8ara un 8roceso isentró8ico.