Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 3
binación se define como una nueva propiedad, entalpía, la cual se representa
mediante el símbolo h:
o bien,
h u + Pv (kJ/kg) (3-1)
H U + PV (kJ) (3-2)
Tanto la entalpía total H, como la entalpía específica h, se indican simplemente
como entalpía, ya que el contexto aclarará de cuál se habla. Observe
que las ecuaciones anteriores son dimensionalmente homogéneas, es decir, la
unidad del producto presión-volumen difiere de la unidad de la energía interna
tal vez en un solo factor (Fig. 3-27). Por ejemplo, es fácil mostrar que
1 kPa · m 3 1 kJ. En algunas tablas no se incluye la energía interna u, pero
se determina a partir de u h Pv.
El extendido uso de la propiedad entalpía se debe al profesor Richard
Mollier, quien reconoció la importancia del grupo u Pv en el análisis de
turbinas de vapor y en la representación de las propiedades del vapor de agua
en forma tabular y gráfica (como en el famoso diagrama de Mollier). Mollier
se refirió al grupo u Pv como contenido de calor y calor total, términos que
no eran muy congruentes con la terminología de la termodinámica moderna
por lo que se sustituyeron en la década de los treinta por el término entalpía
(de la palabra griega enthalpien que significa calentar).
kPa · m 3 ≡ kJ
kPa · m 3 /kg ≡ kJ/kg
bar · m 3 ≡ 100 kJ
MPa · m 3 ≡ 1 000 kJ
psi · ft 3 ≡ 0.18505 Btu
FIGURA 3-27
El producto presión volumen tiene
unidades de energía.
1a Estados de líquido saturado
y de vapor saturado
Las propiedades de líquido saturado y de vapor saturado para el agua se enumeran
en las tablas A-4 y A-5, las cuales proporcionan la misma información
pero con una única diferencia: en la A-4 las propiedades se enumeran a partir
de la temperatura y en la A-5 por la presión. En consecuencia, es más conveniente
utilizar la A-4 cuando se tiene la temperatura y la A-5 cuando se tiene
la presión. El uso de la tabla A-4 se ilustra en la figura 3-28.
El subíndice f se emplea para denotar propiedades de un líquido saturado y
el subíndice g para expresar las propiedades de vapor saturado. Estos símbolos
son de uso común en termodinámica y provienen del alemán. Otro subíndice
común es fg, el cual denota la diferencia entre los valores de vapor saturado y
líquido saturado de la misma propiedad. Por ejemplo,
v f volumen específico del líquido saturado
v g volumen específico del vapor saturado
v fg diferencia entre v g y v f (es decir, v fg v g – v f )
La cantidad h fg es la entalpía de vaporización (o calor latente de vaporización)
y representa la cantidad de energía necesaria para evaporar una masa
unitaria de líquido saturado a una temperatura o presión determinadas. Disminuye
cuando aumenta la temperatura o la presión y se vuelve cero en el
punto crítico.
Temp.
°C
T
Pres.
sat.
kPa
P sat
85 57.868
90 70.183
95 84.609
Temperatura
especificada
Presión de
saturación
correspondiente
Volumen específico
m 3 /kg
Líquido
sat.
v f
0.001032 2.8261
0.001036 2.3593
0.001040 1.9808
Volumen
específico
del líquido
saturado
FIGURA 3-28
Lista parcial de la tabla A-4.
Vapor
sat.
v g
Volumen
específico
del vapor
saturado