Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

que es análoga a E me.
La energía mecánica se define como la forma de energía
que se puede convertir completamente en trabajo mecánico de
modo directo mediante un dispositivo mecánico como puede
ser una turbina ideal. Se expresa por unidad de masa como
y
e mecánica P r V 2
2 gz
E # mecánica m # e mecánica m # a P r V 2
2 gz b
donde P/r es la energía de flujo, V 2 /2 es la energía cinética y
gz es la energía potencial del fluido por unidad de masa.
La energía puede cruzar las fronteras de un sistema cerrado
en la forma de calor o trabajo. Para los volúmenes de control,
la energía se puede transportar también mediante la masa. Si
la transferencia de energía se debe a una diferencia de temperatura
entre un sistema cerrado y el exterior, es calor; de lo
contrario, es trabajo.
El trabajo es la energía transferida cuando una fuerza actúa
sobre un sistema a lo largo de una distancia. Varias formas de
trabajo se expresan como sigue:
Trabajo eléctrico: VI¢t
Trabajo de flecha:
W e
E #
m # e
W flecha 2pnT
Transferencia neta de energía
por calor, trabajo y masa
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CAPÍTULO 2
E entrada E salida ¢E sistema 1kJ2
⎫
⎪⎬⎪⎭
⎫
⎪
⎪
⎬ ⎪⎪⎭
Cambio en las energías interna,
cinética, potencial, etcétera
También se puede expresar en la forma de tasa como
E . entrada E . salida dE sistema >dt1kW2
⎫
⎪⎪⎬⎪⎪⎭
⎫
⎪
⎪
⎪
⎬⎪ ⎪
⎪ ⎭
Tasa de transferencia neta de energía
por calor, trabajo y masa
Tasa de cambio en las energías
interna, cinética, potencial, etcétera
Las eficiencias de varios dispositivos se definen como
h motor
h generador
h bomba
h turbina
¢E mecánica,fluido
W # flecha,entrada
W # flecha,salida
0 ¢E # mecánica,fluido 0
Salida de potencia mecánica
Entrada de potencia eléctrica
Salida de potencia eléctrica
W bomba,u
Entrada de potencia mecánica
W # bomba
W # turbina
W # turbina,e
W # flecha,salida
W # eléctrica,entrada
h bomba-motor h bomba h motor
¢E # mecánica,fluido
W # eléctrica,entrada
W # eléctrica,salida
W # flecha,entrada
Trabajo de resorte: W resorte 1 2 k 1x 2 2 x 2 12
La primera ley de la termodinámica es en esencia una
expresión del principio de la conservación de la energía, conocido
también como balance de energía. El balance de masa
y energía generales para cualquier sistema que experimenta
cualquier proceso se puede expresar como
W # eléctrica,salida
h turbina-generador h turbina h generador
0¢E # mecánica,fluido 0
La conversión de energía de una forma a otra está asociado
con frecuencia con efectos adversos en el medio, y el impacto
ambiental debe ser una consideración importante en la conversión
y utilización de energía.
REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
1. ASHRAE, Handbook of Fundamentals, versión SI, Atlanta,
GA, American Society of Heating, Refrigerating, and
Air-Conditioning Engineers, Inc., 1993.
2. Y. A. Çengel, “An Intuitive and Unified Approach to Teaching
Thermodynamics”, ASME International Mechanical
Engineering Congress and Exposition, Atlanta, Georgia,
AES-Vol. 36, pp. 251-260, 17-22 de noviembre, 1996.