Cuestionario Previo de la Practica N°7.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

Facultad de Estudios Superiores "Aragon"



ALUMNO: Mora Pacheco Jose Antonio.

Grupo: 1354.

PROF. : Ing. Alejandro Lorenzana.

TRABAJO: Cuestionario Previo de la Practica N°7.



1. -¿Qué entiendes por refrigeración?

R: Es un proceso de extracción de calor de un sistema con el fin de disminuir su temperatura.

2. -¿Por qué a nuestro ciclo en estudio, se le conoce ciclo de refrigeración por compresión mecánica?

R: La refrigeración consiste en forzar mecánicamente la circulación de un fluido en un circuito cerrado creando zonas de alta y baja presión con el propósito de que el fluido absorba calor en un lugar y lo disipe en el otro.

3. -¿Cuál es el ciclo termodinámico base para el análisis del ciclo de refrigeración?

 R: 1°: en esta etapa tanto la presión como la Temperatura del gas refrigerante son incrementadas por el trabajo del compresor a este proceso se le llama compresión isentrópica.
2°: luego en el condensador el gas a alta presión pasa a su fase liquida mediante la extracción de calor en este proceso no se altera la presión del sistema.

3°: posterior mente pasa por una válvula de expansión preso estática lo que quiere decir que su presión y Temperatura Se reducen bruscamente quedando así una fase líquido gaseoso.

4°: finalmente en el evaporador luego de absorber el calor de los alimentos adopta un estado gaseoso para reingresar en el compresor y comenzar un nuevo ciclo en este proceso el calor ingresa a presión constante.

4.-Haga un dibujo donde se represente físicamente el ciclo de refrigeración, remarcando sus cuatro componentes.

5.-Explique el funcionamiento de esos cuatro componentes.

R: El condensador utilizado en refrigeración doméstica es del tipo de placas y está colocado en la parte posterior del gabinete, enfriándose el vapor refrigerante por la circulación natural del aire entre las placas las cuales tienen ondulaciones que forman canales o tubos.

El compresor, recibe vapor a baja presión y lo comprime. Con esta operación se elevan considerablemente la presión y la temperatura del vapor.

Se conoce por evaporador al intercambiador de calor que genera la transferencia de energía térmica contenida en el medio ambiente hacia un gas refrigerante a baja temperatura y en proceso de evaporación. Este medio puede ser aire o agua.

El refrigerante se condensa en un líquido y fluye a través de la válvula de expansión. Cuando fluye por la válvula de expansión, el líquido es permitido para que circule desde la zona de alta presión a una zona de baja presión, por lo que se expande y se evapora.

6.- Ahora haga un dibujo del refrigerador de su casa y analice como funciona este de acuerdo al ciclo de refrigeración analizado.

7.-Haga un dibujo de la representación de una maquina térmica.

8.- ¿Cuál es el ciclo de Carnot referente a la segunda ley de la termodinámica?

R: El ciclo de Carnot se produce cuando una máquina trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q₁ de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q₂ a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo.El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas: dos procesos isotermos (a temperatura constante) y dos adiabáticos (aislados térmicamente). Las aplicaciones del Primer principio de la termodinámica están escritos acorde con el Criterio de signos termodinámico.

Expansión isoterma: Se parte de una situación en que el gas se encuentra al mínimo volumen del ciclo y a temperatura T₁ de la fuente caliente. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente de temperatura T₁, haciendo que el gas se expanda. Al expandirse, el gas tiende a enfriarse, pero absorbe calor de T₁ y mantiene su temperatura constante. Al tratarse de un gas ideal, al no cambiar la temperatura tampoco lo hace su energía interna, y despreciando los cambios en la energía potencial y la cinética, a partir de la 1ª ley de la termodinámica vemos que todo el calor transferido es convertido en trabajo.

Expansión adiabática: La expansión isoterma termina en un punto tal que el resto de la expansión pueda realizarse sin intercambio de calor. A partir de aquí el sistema se aísla térmicamente, con lo que no hay transferencia de calor con el exterior. Esta expansión adiabática hace que el gas se enfríe hasta alcanzar exactamente la temperatura T2 en el momento en que el gas alcanza su volumen máximo. Al enfriarse disminuye su energía interna, con lo que utilizando un razonamiento análogo.

Compresión isoterma: Se pone en contacto con el sistema la fuente de calor de temperatura T2 y el gas comienza a comprimirse, pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría. Al no cambiar la temperatura tampoco lo hace la energía interna, y la cesión de calor implica que hay que hacer un trabajo sobre el sistema.

Compresión adiabática: Aislado térmicamente, el sistema evoluciona comprimiéndose y aumentando su temperatura hasta el estado inicial. La energía interna aumenta y el calor es nulo, habiendo que comunicar un trabajo al sistema.

9.- ¿Qué parámetros intervienen para determinar la eficiencia de una máquina?

R: La eficiencia, e, de cualquier máquina térmica se define como la razón entre el trabajo que efectúa, W, y la entrada de calor a la temperatura alta Q_H.  .Ésta es una definición sensible dado que W es la salida (lo que se obtiene del motor), mientras que Q_H  es lo que se coloca y por lo que se paga en el combustible quemado. Como la energía se conserva la entrada de calor Q_H debe ser igual al trabajo realizado más el calir que fluye de salida a la temperatura baja (Q_L).

10.-Explique la relación entre el ciclo de Carnot y los principios de Clausius, Kelvin y Planck.

R: Cuando pretendemos crear un motor que funcione entre dos focos caloríficos, sabemos, por el Enunciado de Kelvin-Planck del Segundo Principio de la Termodinámica, que ha de tomar calor del foco caliente para realizar trabajo, pero, siempre, ha de ceder algo de calor al foco frío. Y el rendimiento del motor viene relacionado con la cantidad de calor que absorbe del foco caliente y la que cede al foco frío. El francés Nicolas Leonard Sadi Carnot (1796-1832), preguntaba ¿Cuál es el  máximo rendimiento que puede obtenerse de un motor funcionando entre dos focos?,

10-a) ¿Cuáles son las características?, ¿depende de la sustancia con la que el motor funciona?

R: Carnot describió en 1824, en su artículo "Sur la puissance motrice du feu", cuando tenía 28 años, un motor ideal reversible que funcionaba con el rendimiento máximo en un ciclo muy sencillo, formado por dos tramos isotérmicos y dos adiabáticos, ciclo que hoy día se conoce como El Ciclo de Carnot. Carnot Clausius Desde el concepto de Ciclo de Carnot el matemático y físico alemán Rudoff E. Clausius (1822-1888) pudo probar en 1850 un teorema fundamental para el desarrollo posterior de la Termodinámica, que permitió establecer matemáticamente el concepto de Entropía.El enunciado de Kelvin-Planck dice que no es posible que exista un dispositivo cuyo único efecto sea transformar por completo una cantidad dada de calor en trabajo.

11.- ¿Cuál es la eficiencia de una máquina diesel y de una maquina Otto?

R: La eficiencia de los motores diesel, que en general depende de los mismos factores que los motores Otto, es mayor que en cualquier motor de gasolina, llegando a superar el 40%. Los motores diesel suelen ser motores lentos con velocidades de cigüeñal de 100 a 750 revoluciones por minuto (rpm o r/min), mientras que los motores Otto trabajan de 2.500 a 5.000 rpm. No obstante, algunos tipos de motores diesel pueden alcanzar las 2.000 rpm. Como el grado de compresión de estos motores es de 14 a 1, son por lo general más pesados que los motores Otto, pero esta desventaja se compensa con una mayor eficiencia y el hecho de que utilizan combustibles más baratos.

12.- ¿Indicar cuál es la diferencia entre una máquina reversible y una irreversible?

R: Una máquina reversible es capaz de realizar el ciclo a la inversa, mientras que la irreversible.
Es decir un motor es irreversible, puesto que no puede, mediante el suministro de energía producir combustible. Un PROCESO es IRREVERSIBLE si el sistema y sus alrededores no pueden regresarse a su estado inicial. Un sistema puede ser REVERSIBLE si el sistema pasa de un estado inicial a un estado final a través de una sucesión de estados de equilibrio. Si un proceso es real ocurre en forma cuasiestática, es decir, lo suficientemente lento como para que cada estado difiera de modo infinitesimal del equilibrio, se puede considerar reversible.

13.- ¿Qué expresa matemáticamente la entropía?

R:Entropía es el grado de desorden que tiene un sistema. Los sistemas aislados tienden al desorden. La entropía de un sistema asilado nunca disminuye. Sólo puede permanecer igual o aumentar.

Cuestionario Previo de la Practica N°6.



UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
Facultad de Estudios Superiores “Aragón”

ALUMNO: Mora Pacheco José Antonio.

GRUPO: 1354.

PROF: Ing. Alejandro Lorenzana.

TRABAJO: Cuestionario Previo de la practica N°6.

1.- ¿Qué es un gas ideal?

R: Las moléculas de los gases se mueven libremente chocando contra las paredes del recipiente que los contiene, lo que origina la presión del gas. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de las moléculas y, por tanto, mayor debe ser el volumen para que la presión no varíe. Estas moléculas se mueven individualmente y al azar en todas direcciones. La interacción entre las moléculas se reduce solo a su choque. Los choques entre las moléculas son completamente elásticos Los choque son instantáneos (el tiempo durante el choque es cero).

2.- ¿Por qué se manejan presiones y temperaturas absolutas?

R=Por que en  la temperatura ideal es cuando toda clase de movimiento cesa o todo cuerpo se detiene, es decir ni las moléculas ni las partículas subatómicas tienen movimiento, en cualquiera de los estados básicos de la materia y la presión absoluta es cero únicamente cuando no existe choque entre las moléculas lo que indica que la proporción de moléculas en estado gaseoso o la velocidad molecular es muy pequeña. Presión absoluta = presión atmosférica + presión manométrica

3.- ¿Cuáles son las variables que relacionan a un gas perfecto?

R:    Pv = RT.

P = presión absoluta.

T = temperatura absoluta.

v = volumen específico constante particular del gas.

4. ¿Cuál es el índice politrópico del aire?

R: K=1.4 para el aire

5.- Explicar en qué consiste y como funciona un comprensor de aire.

 R=Un compresor de aire es aquel dispositivo que se encarga de aumentar la presión de un gas en este caso especifico el aire. Funciona de la siguiente manera: en donde la compresión se efectúa por el movimiento alternativo de un pistón accionado por un mecanismo biela-manivela. En la carrera descendente se abre la válvula de admisión automática y el cilindro se llena de aire para luego en la carrera ascendente comprimirlo, saliendo así por la válvula de descarga. Una simple etapa de compresión como la descrita no permitirá obtener presiones elevadas, para ello será necesario recurrir a dos mas etapas de compresión, en donde el aire comprimido a baja presión de una primera etapa (3 a 4 bar) llamada de baja, es vuelto a comprimir en otro cilindro en una segunda etapa llamada de alta, hasta la presión final de utilización. Puesto que la compresión produce una cierta cantidad de calor, será necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresión más baja.

6. Explicar en qué consisten los procesos isobáricos, isocóricos, isotérmico y  politrópico.

R= El proceso poli trópico es cuando la temperatura, el volumen y presión cambian.

Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso isotérmico es aquel en donde la temperatura permanece constante. Un proceso isocórico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante.

7.- Elaborar los procesos anteriores en un diagrama de p-v y      T-s.

8.- ¿Qué es el factor de compresibilidad?

R: El Factor de compresibilidad (Z) se define como la razón entre el volumen molar de un gas real (Vreal) y el correspondiente volumen de un gas ideal (Videal),

9. -¿Donde se aplica el factor de compresibilidad (z)?

R: Se utiliza para comparar el comportamiento de un gas real respecto al establecido por la ecuación de los Gases Ideales Es decir Z representa un factor de corrección para la ecuación de los gases ideales. Con base en esto se encuentra tres tipos de comportamiento distintos: Z = 1, comportamiento de Gas Ideal. (Altas temperaturas y bajas presiones).   Z > 1, gases como el Hidrógeno y Neón, difícilmente compresibles (altas temperaturas y presiones).  Z < 1, gases como el O2, Argón y CH4, fácilmente compresibles (bajas temperaturas y altas presiones).

10.- ¿Cuál es el modelo matemático de los gases ideales con el factor de compresibilidad? 

R: La ecuación más sencilla y la más conocida para analizar el comportamiento de los gases reales presenta la siguiente forma:

P.V = Z.R.T (1)

P: presión absoluta; v: volumen.

R: constante universal de los gases.

T: temperatura absoluta.

Z: se puede considerar como un factor de corrección para que la ecuación de estado se pueda seguir aplicando a los gases reales.

Previo de la practica N°4.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

Facultad de Estudios Superiores “Aragón”

ALUMNO: Mora Pacheco José Antonio.

GRUPO: 1354.

“INGENIERIA INDUSTRIAL”

PROF: Ing. Alejandro Lorenzana.

TRABAJO: Cuestionario Previo de practica N° 4.

1.- ¿Qué estudia la termodinámica?

R: La termodinámica es la rama de la física que se dedica al estudio de las relaciones entre el calor y el resto de las formas de energía. Analiza, por lo tanto, los efectos de los cambios de temperatura, presión, densidad, masa y volumen en los sistemas a nivel macroscópico. La base de la termodinámica es todo lo referente a la circulación de la energía, un fenómeno capaz de infundir movimiento a los cuerpos.

2.- ¿Qué es un sistema termodinámico?

R: Un sistema termodinámico es una cantidad arbitraria de materia, cuyas propiedades pueden ser descritas únicamente y totalmente, especificando ciertos parámetros macroscópicos que pueden ser: Temperatura, Presión, Volumen; y representan propiedades medias del sistema. Los sistemas termodinámicos  se clasifican  como aislados, cerrados o abiertos.

Un sistema aislado no interactúa de modo alguno con el entorno. El contendor que contiene el sistema y lo delimita del entorno, es impermeable a la materia y no permite la transferencia de energía. De este modo la energía del sistema es una cantidad conservada, e incluso se aplica a la cantidad de materia.

Un sistema cerrado apenas permite el intercambio de energía con el entorno, no habiendo intercambio de materia. La energía deja de ser una cantidad conservada.

Un sistema abierto permite el intercambio de energía y materia con el entorno, luego esas cantidades pueden variar a lo largo del tiempo.

3.- ¿Qué es un proceso adiabático?

R: Aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina como proceso isotérmico. El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno.

4.- ¿Qué es una pared diatérmica?

R: Es aquella que permite la transferencia de energía térmica (calor) pero, en general, sin que haya transferencia de masa.

 5. -¿Qué es la energía interna?

R: La energía interna es la suma de la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema de la energía potencial interna, que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individualidades. La energía interna no incluye la energía cinética traslacional o rotacional del sistema como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo.

6.- ¿Qué es la energía cinética?

R: La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde su posición de equilibrio hasta una velocidad dada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética sin importar el cambio de la rapidez. Un trabajo negativo de la misma magnitud podría requerirse para que el cuerpo regrese a su estado de equilibrio. Operacionalmente, la forma de determinar la energía cinética de un cuerpo consiste en multiplicar la mitad de su masa por el cuadrado de su velocidad. El cuadrado de la velocidad del cuerpo, es la velocidad multiplicada por sí misma.

Es decir:  Ec= ½(m*v2)

Ec: Energía cinética, m: masa, v: velocidad, v2: velocidad al cuadrado.

7.- ¿Qué es la energía potencial?

R: La energía potencial es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo (), dependiendo de la configuración que tengan en un sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. Puede pensarse como la energía almacenada en un sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A, es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra  “U”. La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.

8. -¿Cuáles son los tipos de trabajo termodinámico?

R: El trabajo en termodinámica siempre representa un intercambio de energía entre un sistema y su entorno.

Trabajo mecánico: El trabajo mecánico ocurre cuando una fuerza que actúa sobre el sistema lo mueve a través de una distancia.

Trabajo de expansión: Cuando el trabajo se debe al desplazamiento de las fuerzas de presión exteriores que conllevan un cambio en el volumen del sistema se llama trabajo de expansión.

Trabajo eléctrico: Con medios eléctricos es posible realizar trabajo de modo más conveniente y medirlo a su vez con más exactitud (el trabajo es realmente mecánico al final, pero intervienen en él fuerzas eléctricas).

9.- ¿Cuál es el postulado de la primera ley de la termodinámica?

R: Existen estados particulares de sistemas simples (llamados estados de equilibrio) que, macroscópicamente, se caracterizan completamente por (sus parámetros extensivos) la energía interna U, el volumen V, y los números de mol N1, N2,..., Nr de sus componentes químicos.En la medida en que ampliamos la generalidad de los sistemas a considerar, permitiendo propiedades mecánicas y eléctricas más complicadas, el número de parámetros requeridos para caracterizar un estado de equilibrio se incrementa para incluir, por ejemplo, el momento dipolar eléctrico, etc. Estas nuevas variables juegan un papel en el formalismo completamente análogo al del volumen V para un sistema simple. La primera ley de la termodinámica sólo proporciona la expresión cuantitativa del principio de conservación de la energía. En palabras, expresa que el cambio total de energía de un sistema cerrado es igual al calor transferido al sistema, menos el trabajo efectuado por el sistema.

10.- ¿Qué es el trabajo de flujo?

R: Este trabajo de flujo o energía de flujo es el trabajo necesario para empujar la masa dentro o hacia fuera del volumen de control. Los volúmenes de control a diferencia de la masa de control incluyen flujo de masa. La energía transportada por la masa de un fluido que fluye es igual a la energía de un fluido contenido por una masa de control más el trabajo de flujo. Este trabajo de flujo o energía de flujo es el trabajo necesario para empujar la masa dentro o hacia fuera del volumen de control.

11.- ¿Cuál es el modelo matemático de la primera ley de la termodinámica?

R: Como se ha dicho anteriormente, al ocurrir un cambio de energías (calor y trabajo, o una sola de ellas) la variación de energía del sistema (que es el que interesa) y el que en definitiva es la variación de ∆E que se busca conocer, será ∆Es = ∑EI.Esta sumatoria de energías intercambiadas, es como su nombre lo indica ∑EI = calor + trabajo. Esto es, la energía en forma de calor que se ganó o perdió más la energía en forma de trabajo que se ganó o perdió.En cualquier proceso termodinámico, el calor neto absorbido por un sistema es igual a la suma del trabajo realizado por el sistema y la variación de su energía interna

12.- ¿Qué expresa la ecuación de continuidad?

R: Una ecuación de continuidad expresa una ley de conservación de forma matemática, ya sea de forma integral como de forma diferencial.

13.- ¿Cuál es su modelo matemático y como se aplica en la práctica?

R: Modelo matemático:

Se aplica el teorema de divergencia AC/AT +Δ (CU)=0

Se aplica mediante los diferentes cambios de temperatura que existen al obtener las mediciones correspondientes en la práctica.

14.- ¿Cuál es el principio del Dr. Mayer?

R: Mayer estableció, en 1842, que si la energía, en sus formas de energía cinética y potencial, se transformaba en calor, este debía poder transformarse en esas dos formas de la energía sentando las bases del principio de conservación en los fenómenos biológicos y en los sistemas físicos. Mayer fue capaz de encontrar una relación cuantitativa entre el calor y el trabajo basándose en los resultados de las mediciones de las capacidades caloríficas de los gases.

15.- ¿Qué es una máquina térmica?

R: Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.O de igual manera se puede definir como un dispositivo que funciona en un ciclo termodinámico y que realiza cierta cantidad de trabajo neto positivo a través de la transferencia de calor desde un cuerpo a temperatura elevada y hacia un cuerpo a baja temperatura. Con frecuencia el termino maquina térmica se utiliza en un sentido más amplio que incluye a todos los dispositivos que producen trabajo. Entre las que tenemos las maquinas refrigerantes y las bombas de calor. El mejor ejemplo de estas maquinas térmicas son los refrigeradores y bombas de calor que tienen como fin enfriar o calentar un entorno.

16.- ¿Qué es una maquina hidráulica?

R: Una Máquina hidráulica es una variedad de máquina de fluido que emplea para su funcionamiento las propiedades de un fluido incompresible o que se comporta como tal, debido a que su densidad en el interior del sistema no sufre variaciones importantes. Convencionalmente se especifica para los gases un límite de 100 mbar para el cambio de presión; de modo que si éste es inferior, la máquina puede considerarse hidráulica. Dentro de las máquinas hidráulicas el fluido experimenta un proceso adiabático, es decir no existe intercambio de calor con el entorno.

Previo de la practica N°3.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO

Facultad de Estudios Superiores "Aragón"

ALUMNO: Mora Pacheco José Antonio.

GRUPO: 1354.

"INGENIERÍA INDUSTRIAL"

PROF : Ing. Alejando Lorenzana.

TRABAJO: Cuestionario previo de la Practica N° 3.

1.-Que entiendes por energía.

R: Capacidad para realizar un trabajo. En la física, la ley universal de conservación de la energía, que es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece en el tiempo. No obstante, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional que se divide conceptualmente en varios tipos según las propiedades del sistema que se consideren. La energía no es un estado físico real, ni una "sustancia intangible" sino sólo una magnitud escalar que se le asigna al estado del sistema físico, es decir, la energía es una herramienta o abstracción matemática de una propiedad de los sistemas físicos.

2.-Defina calor especifico.

R: Cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo y kelvin; en ocasiones también se expresa en calorías por gramo y grado centígrado. El calor específico del agua es una caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado.

3.-Que es la capacidad calorífica.

R: Es la cantidad de energía necesaria para aumentar 1K la temperatura de una sustancia. La Capacidad Calorífica de una sustancia es una magnitud que indica la mayor o menor dificultad que presenta dicha sustancia para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como un efecto de Inercia Térmica.

Está dada por la ecuación:

C = Q/T [J/K]

Donde C es la capacidad calorífica, Q es el calor y T la variación de temperatura. Se mide en joules por kelvin (unidades del SI).

4.-Cuantos tipos de energía conoces.

R: ENERGÍA NUCLEAR: es la energía liberada durante la fisión o fusión de núcleos atómicos. Las cantidades de energía que pueden obtenerse mediante procesos nucleares superan ampliamente a las que pueden lograrse mediante procesos químicos, que sólo implican las regiones externas del átomo.

ENERGÍA CINÉTICA Y POTENCIAL: la energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. Depende de la masa y la velocidad del objeto según la siguiente ecuación.

ENERGÍA HIDRÁULICA: el aprovechamiento de la energía potencial del agua para producir energía eléctrica constituye en esencia la energía hidroeléctrica. Se trata de un recurso renovable y autóctono. El conjunto de instalaciones e infraestructura para aprovechar este potencial se denomina central hidroeléctrica.

ENERGÍA EÓLICA: entre otros factores, la concienciación medioambiental y la necesidad de disminuir la dependencia de suministros exteriores influyen fuertemente en las políticas energéticas relativas a las energías renovables en sus diferentes ámbitos: investigación, desarrollo y aplicaciones.

ENERGÍA SOLAR: es la energía radiante producida en el Sol como resultado de reacciones nucleares de fusión. Llega a la Tierra a través del espacio en forma de fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.

ENERGÍA GEOTÉRMICA: la Tierra posee una enorme cantidad de energía en su interior. Una muestra de ellos lo constituyen, por ejemplo, los volcanes o los géiseres. En general, es difícil aprovechar la energía térmica. Sin embargo, existen puntos en el planeta en los que se producen anomalías geotérmicas, dando lugar a gradientes de temperatura de entre 100 y 200ºC por kilómetro. Es en estos puntos donde se puede aprovechar esta energía.

ENERGÍA MAREMOTRIZ: las olas del mar son un derivado terciario de la energía solar. El calentamiento de la superficie terrestre genera viento y el viento genera las olas. La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía eléctrica se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre un absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del generador.

5.- ¿El calor se le podría considerar como una energía? ¿Por qué?.

R: Si, por que el calor es energía en tránsito; siempre fluye de una zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga constante. La energía no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura alta si no se realiza trabajo.

6.- ¿Qué característica tiene el calor sensible?

R: Es aquel que recibe un cuerpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperaturas. La constante de proporcionalidad recibe el nombre de específico. Su característica principal es que no hay modificación del estado físico del cuerpo.

7. ¿Qué característica tiene el calor latente?

R: Es la energía requerida por una sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura; por tanto al cambiar de gaseoso a líquido y de líquido a sólido se libera la misma cantidad de energía, una de sus características primordiales es la energía térmica necesaria para que un kilogramo de una sustancia cambie de un estado de agregación a otro, suponiendo este cambio realizado de manera reversible a temperatura y a presión constantes, se expresa en J•kg-1.

8.- Explicar la ley de Joule.

R: Mediante la ley de Joule podemos determinar la cantidad de calor que es capaz de entregar una resistencia, esta cantidad de calor dependerá de la intensidad de corriente que por ella circule y de la cantidad de tiempo que esté conectada, luego podemos enunciar la ley de Joule diciendo que la cantidad de calor desprendido por una resistencia es directamente proporcional a la intensidad de corriente a la diferencia de potencial y al tiempo.

Q=0,24*I*V*t

Donde:

Q=cantidad de calor.

0,24=constante de proporcionalidad.

I=intensidad que circula por la resistencia.

V=diferencia de potencial que existe en el extremo de la R.

t=tiempo de conexión (segundos).

  

9.- ¿A cuánto equivale una caloría en Joules?.

R: 1 caloría = 4,18 joules  (o 1 joule = 0239 calorías).

10.- ¿Cómo se puede transformar energía mecánica en energía térmica?.

R: La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial, cinética y la elástica de un cuerpo en movimiento. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.Sistemas termodinámicos que experimentan cambios de estado. En estos sistemas la energía mecánica puede transformarse en energía térmica o energía interna. Cuando hay producción de energía térmica, en general, existirá disipación y el sistema habrá experimentado un cambio reversible (aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas aún pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipación tampoco conservarán la energía mecánica debido a que la única variable conservada es la energía interna.

11.- ¿Cómo interpretas la entalpía?.

R: En termodinámica, la entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. En un sentido más amplio se interpreta como la medida del desorden de un sistema. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor en un sistema aislado crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La palabra entropía procede del griego y significa evolución o transformación.

12.- A que se refiere el equivalente mecánico de calor.

R: El equivalente mecánico del calor, es la relación entre la unidad de energía joule (julio) y la unidad de calor caloría.

13.- ¿Cuáles son los cambios de fase?.

R: Fases son los estados de la materia que pueden existir en equilibrio y en contacto térmicos simultáneamente.  Los cambios de fase ocurren cuando algunas de las variables utilizadas en la descripción macroscópica (P V T) cambian bajo ciertas condiciones de equilibrio; ya sea por agentes externos o internos:

Fusión: Es el paso de un solido al estado liquido por medio de la energía termica; durante este proceso isotérmico (proceso que absorbe energía para llevarse a cabo este cambio) hay un punto en que la temperatura permanece constante. El "punto de fusión" es la temperatura a la cual el sólido se funde, por lo que su valor es particular para cada sustancia. Cuando dichas moléculas se moverán en una forma independiente, transformándose en un liquido.

Solidificación: Es la transformación de un liquido a solido por medio del enfriamiento; el proceso es exotermico. El "punto de solidificacion" o de congelación es la temperatura a la cual el líquido se solidifica y permanece constante durante el cambio, y coincide con el punto de fusión si se realiza de forma lenta (reversible); su valor es también específico.

Ebullición: La ebullición es el proceso físico en el que un liquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión del agua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del gas.

La evaporación: es rara pero importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.

Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende de la temperatura.

Condensación: Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.

Sublimación: es el proceso que consiste en el cambio de estado de la materia sólida al estado gaseoso sin pasar por el estado líquido. Al proceso inverso se le denomina cristalización inversa; es decir, el paso directo del estado gaseoso al estado sólido. Un ejemplo clásico de sustancia capaz de sublimarse es el hielo seco.

14.- Explicar la relación entre el calor y la Primera Ley de la Termodinámica..

R: La Primera ley de la termodinámica se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor. Nos dice que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía interna del sistema variará. A la diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. El calor es la energía transferida al sistema por medios no mecánicos. Pensemos que nuestro sistema es un recipiente metálico con agua; podemos elevar la temperatura del agua por fricción con una cuchara o por calentamiento directo en un mechero; en el primer caso, estamos haciendo un trabajo sobre el sistema y en el segundo le transmitimos calor.

15. ¿Qué es el calor latente de vaporización?.

R: Es la energía térmica por unidad de masa necesaria para que una sustancia pase de la fase líquida a la fase gaseosa en la totalidad de su masa. También es la energía térmica necesaria extraer a la unidad de masa para que se produzca el proceso inverso, es decir, el pasaje de la fase gaseosa a la fase líquida.