Formulas Básicas De Termodinámica.docx 44y48

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión COL. Sede Cabimas Profesor: Ing. Ricardo Rodríguez Unidad Curricular: Termodinámica II FORMULAS BÁSICAS DE TERMODINÁMICA Conversión entre escalas de temperatura. T (K) = T (ºC) + 273.15 T (R) = T (ºF) + 459.67

T (R) = 1.8 T (K) T (ºF) = 1.8 T (ºC) + 32

Tipos de Procesos Termodinámicos. Proceso Isentalpico: Proceso donde la Entalpia permanece constante. Proceso Isotérmico: Proceso donde la Temperatura permanece constante. Proceso Isobárico: Proceso donde la Presión permanece constante. Proceso Isentrópico: Proceso adiabático internamente reversible donde la entropía es constante. Proceso Isométrico: Proceso donde el Volumen específico permanece constante. Formula de Entalpia: h = u + P v

(Kj/Kg)

v , h, u, s)

Valor de mezcla: yfg = yg - yf donde y es igual a ( Calidad:

x=

mg y− y f = mt y fg

Vapor sobrecalentado

P Tsat a una presión dada y>yg a una presión o temperatura dada

Liquido Comprimido

P>Psat a una temperatura dada T
Observación: Cuando se trabaja con el liquido comprimido obtener los valores de energía interna y el de volumen especifico como liquido saturado a la temperatura dada, y = y f a la temperatura dada. Entalpia de liquido comprimido: h = hf@t +

v

Calores específicos variables: A Volumen Constante 2

u2−u1 =∫ Cv(T )dt

f

(P – Psat)

h2−h1=C p (T 2−T 1 ) A Presión Constante Relación de entre calores específicos.

A Presión Constante

Transferencia de calor por unidad de masa:

2

q=

h2−h1=∫ (T )dt 1

Calores específicos constantes u2−u1 =C v (T 2−T 1) A Volumen Constante

K= /Cv

= Cv + R

1

Q m

Ecuación de un gas en estado ideal:

P=R

v T

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión COL. Sede Cabimas Profesor: Ing. Ricardo Rodríguez Unidad Curricular: Termodinámica II FORMULAS BÁSICAS DE TERMODINÁMICA Relación de un gas ideal en dos estados diferentes:

Eficiencia de una maquina térmica

ηtermica =

P1 v 1 P 2 v 2 = T1 T2 Proceso Isentrópico de gases ideales Cuando el calor especifico es constante

T 2 v1 = T 1 v2

k−1

( )

T 2 P2 = T 1 P1

( )

P2 v 1 = P1 v 2

Entrada de trabajo neto en refrigeradores y bombas de calor Wneto,en = QH – QL Coeficiente de rendimiento de un refrigerador

COP R= k−1 k

QL W neto ,en

Coeficiente de rendimiento de una Bomba de Calor

k

( )

Para Calores específicos variables

P2 Pr2 v 2 v r2 = = P1 Pr1 v 1 v r1 Salida de trabajo neto en una maquina térmica

W neto ,sal Q =1− sal Qen Qen

COPBC =

QH W neto ,en

Eficiencia adiabática de una turbina

ηturbina =

h1−h2 a h1−h2 s

Eficiencia adiabática de un Compresor

Wneto,sal = Qen – Qsal = Qsal – Went = QH – QL

ηcompresores =

h2 s−h1 h2 a−h 1

Donde: T = Temperatura T (K) = Temperatura en grados Kelvin. T (ºC) = Temperatura en grados centígrados. T (ºF) = Temperatura en grados Fahrenheit. T(R) = Temperatura en grados Rankine. h = Entalpia. u = Energía Interna. P = Presión. v = Volumen especifico. s = Entropía. mg = Masa del vapor. mt = Masa total. Subíndice g: estado de vapor. Subíndice f: estado de líquido.

Subíndice fg: estado de mezcla. Subíndice 1: estado Inicial Subíndice 2: estado Final Cv = Calor especifico a volumen constante. = Calor especifico a presión constante. k = relación de calores específicos. Pr = Presión Relativa. v r = Volumen especifico relativo. Wneto,sal = Trabajo neto efectuado por una maquina térmica. Qen = Transferencia de calor entrante. Qsa = Transferencia de calor saliente. Went = Entrada de trabajo.

QH = Transferencia de calor desde un cuerpo de alta temperatura. QL = Transferencia de calor desde un cuerpo de baja temperatura.

h2 a = Valor de la Entalpia en el estado de salida para un proceso real. h2 s = Valor de la Entalpia en el estado de salida para un proceso isentrópico.