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informe de lab de termodinamica
Tipo: Ejercicios
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OBJETIVO: Estudiar los conceptos que gobiernan la ley de termodinámica en aplicación clásicas
e identificar las clasificaciones actuales, en referencia a la energía renovables y medio ambiente
son establecidas en investigaciones de evaluación las tecnologías así como los impactos
ambientales referidos en la bibliografía [1], [2], [3].
1. Realizar comparación precisa de los teoremas de Carnot extendido y el teorema de
disminución de la disipación.
El teorema de Carnot fue la piedra fundamental de la termodinámica y el
punto de partida de la segunda ley de la termodinámica. El teorema de
Carnot nos dijo: el motor térmico reversible tiene la mayor eficiencia de
conversión de energía entre todos los demás motores térmicos que
funcionan entre el mismo depósito de calor más caliente y el mismo
depósito de calor más frío.
La “reversibilidad” en el teorema de Carnot no es una condición necesaria
general, pero la “no disipación” es solo la condición necesaria y suficiente
para la mayor eficiencia de conversión macroscópica de energía. Por lo
tanto, el teorema de Carnot extendido es que el proceso no disipativo
tiene la mayor eficiencia de conversión macroscópica de energía.
en sistemas complejos, el proceso irreversible espontáneo siempre se
inclina a utilizar cualquier energía útil en forma de transformación o
almacenamiento en un proceso no espontáneo, es decir, un proceso de
producción de entropía negativa.
También podemos decir que este teorema es un teorema aplicable
generalizado, pero en sistemas simples no se podría formar un proceso
no espontáneo, porque los sistemas son demasiado simples.
Tanto el teorema de Carnot extendido como el teorema de disminución de la disipación
son los enunciados escritos del acoplamiento termodinámico, por lo que también son
los enunciados escritos de la segunda ley de la termodinámica moderna. La
termodinámica clásica enfatiza la degradación de los sistemas aislados, mientras que la
termodinámica moderna enfatiza la evolución continua de los sistemas de desequilibrio
bajo las circunstancias de suministro continuo de energía.
2. Establecer la importancia de los principios termodinámicos para un desarrollo
sostenible, identifique e explique dichos aspectos.
Los principios termodinámicos se pueden utilizar para evaluar, diseñar y mejorar la
energía y otros sistemas, y para comprender mejor el impacto ambiental y los problemas
de sostenibilidad.
El análisis de exergía es una técnica que utiliza los principios de conservación de
la masa y la conservación de la energía junto con la segunda ley de la
termodinámica para la análisis, diseño y mejora de sistemas energéticos y otros.
La exergía se define como la cantidad máxima de trabajo que puede producir
un sistema o un flujo de materia o energía cuando llega al equilibrio con un
entorno de referencia. La exergía es una medida del potencial del sistema o del
Equilibrios de energía y exergía para un proceso de flujo inestable en un sistema durante
un El intervalo de tiempo finito se puede escribir como:
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎
𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎
Las ecuaciones anteriores demuestran una diferencia importante entre energía y
exergía: la energía se conserva, mientras que la exergía se consume debido a
irreversibilidades. La exergía indica la calidad de la energía que, en cualquier proceso
real, no se conserva, sino que en parte se destruye o se pierde.
𝑖𝑛
𝑖𝑛
𝑖𝑛
𝑒𝑥
𝑒𝑥
𝑒𝑥
𝑟
𝑟
𝑖𝑛
𝑖𝑛
𝑖𝑛
𝑒𝑥
𝑒𝑥
𝑒𝑥
𝑄
𝑊
𝑟
donde min y mex denotan la entrada de masa por el puerto ''in'' y la salida de masa por
el puerto “ex'', respectivamente; Qr denota la cantidad de transferencia de calor en el
sistema a través de la región r en el límite del sistema; EQ es la transferencia de exergía
asociada con Qr; W es la transferencia de calor en la región r. región r en el límite del
sistema; EQ es la transferencia de exergía asociada a Qr; W es el trabajo (incluido el
trabajo del eje, la electricidad, etc.) transferido fuera del sistema; EW es la transferencia
de exergía asociada a W; I es el consumo de exergía del sistema; y h, ke, pe y E son los
valores específicos de la entalpía, la energía cinética, la energía potencial y la exergía,
respectivamente. y exergía, respectivamente. Obsérvese que el consumo de exergía I es
superior a que cero para un proceso irreversible e igual a cero para un proceso
reversible.
Dado que min = mex = 0, para un sistema cerrado, las ecuaciones (se simplifican a:
𝑟
𝑟
𝑄
𝑊
𝑟
Cantidades básicas para el análisis de exergía:
Exergía de una corriente fluyente de materia: Considere una corriente de materia que
fluye en temperatura T, presión PAG, composición química lj de especies j, masa metro,
entalpía específica h, entropía específica s, y fracción de masa Xj de especies j. Un
conceptual El medio ambiente se considera en un estado de equilibrio con propiedades
intensivas en T0, PAG0 y lj00. El medio ambiente se considera lo suficientemente grande
como para que sus las propiedades se ven afectadas de manera insignificante por
cualquier interacción con el sistema. Con las consideraciones anteriores, la exergía
específica de una corriente de materia que fluye puede expresarse como:
0
0
0
𝐹 0
𝐹 00
𝑗
𝐽
Obsérvese que la ecuación anterior puede separarse en componentes físicos y químicos.
Si ke = 0 y pe = 0, la exergía física
0
0
0
) es el máximo trabajo disponible
extraído de una corriente que fluye al ser llevada al estado ambiental. La exergía química
𝐹 0
𝐹 00
𝐽 𝑗
] es el máximo trabajo disponible extraído de la corriente al pasar del
estado ambiental al estado muerto.
Exergía del calor: La cantidad de transferencia de exergía térmica asociada a la
transferencia de calor. Qr a través de un límite del sistema r a temperatura constante Tr
es:
𝑄 0
0
𝑟
𝑟
Exergía del trabajo: La exergía asociada al trabajo es:
𝑊
5. Describir los posibles patrones futuros de utilización de exergía y sus impactos
ambientales relacionados a la eficiencia energética.
Exergía de una corriente fluyente de materia: Considere una corriente de materia que
fluye en temperatura T, presión PAG, composición química lj de especies j, masa metro,
entalpía específica h, entropía específica s, y fracción de masa Xj de especies j. Un
conceptual El medio ambiente se considera en un estado de equilibrio con propiedades
intensivas en T0, PAG0 y lj00. El medio ambiente se considera lo suficientemente grande
como para que sus las propiedades se ven afectadas de manera insignificante por
cualquier interacción con el sistema. Con las consideraciones anteriores, la exergía
específica de una corriente de materia que fluye puede expresarse como:
0
0
0
𝐹 0
𝐹 00
𝑗
𝐽
Obsérvese que la ecuación anterior puede separarse en componentes físicos y químicos.
Si ke = 0 y pe = 0, la exergía física (ℎ − ℎ
0
0
0
) es el máximo trabajo disponible
extraído de una corriente que fluye al ser llevada al estado ambiental. La exergía química
𝐹 0
𝐹 00
𝐽 𝑗
] es el máximo trabajo disponible extraído de la corriente al pasar del
estado ambiental al estado muerto.
Exergía del calor: La cantidad de transferencia de exergía térmica asociada a la
transferencia de calor. Qr a través de un límite del sistema r a temperatura constante Tr
es:
𝑄
0
= ( 1 −
0
𝑟
𝑟
Exergía del trabajo: La exergía asociada al trabajo es:
𝑊
Exergía química: La evaluación de la exergía química se detalla en numerosos libros. Uno
de los flujos de masa más comunes es el del combustible de hidrocarburos en
condiciones casi ambientales, para el que el primer término entre corchetes de la
ecuación es aproximadamente cero, y la exergía específica se reduce a la exergía
química, que puede escribirse como:
𝑓
𝑖
𝑓
Aquí, 𝛾
𝑖
denota la función de grado de exergía del combustible, definida como la relación
entre la exergía química del combustible exergía química del combustible (último
término entre corchetes en la Ecuación al valor calorífico superior del combustible Hf.
6. Describir y resumir los diferentes sistemas que se requieren para poder evaluar los
impactos ambientales y los criterios de sostenibilidad.
Para evaluar el impacto ambiental tenemos: las huellas ecológicas, los indicadores de
impacto ambiental y para los criterios de sostenibilidad tenemos: Evaluación del ciclo
de vida y el índice de proceso sustentable
evaluar el impacto ambiental potencial de una actividad propuesta.
consumo de recursos y los requisitos de asimilación de desechos de una
población humana
proceso que produce bienes.
evaluar la carga ambiental de los productos en las distintas etapas del ciclo de
vida de un producto.
