Tema 01 Conceptos Basicos

TEMA # 1 : INTRODUCCION, CONCEPTOS, DEFINICIONES

Departamento de Energía, Escuela de Mecánica UNIVERSIDAD DEL ZULIA 2-2009 Profesor Marcel Rodríguez

EIM -LUZ / 2009

Unidad deTermoFluidoDinámica Departamento de Energía

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES

Termodinámica: ciencia dedicada al estudio de la energía, transformaciones y las relaciones entre los estados de la materia.

sus

Energía: capacidad de producir cambios.

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES Dimensiones: Cantidades físicas. (L,m,t) Unidades: magnitud arbitraria de una cantidad física. (m,kg,s) Sistema de medición de unidades: - Sistema Internacional (SI): m, kg, s - Sistema Ingles (USCS): pie, lbm, s 2da ley de Newton F ≡

N lbf

m⋅a gc

kg ⋅ m N ⋅ s2 lb ⋅ ft USCS: g c = 32.174 m 2 lb f ⋅ s SI: g c = 1

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES

Sistema: región del espacio. - Cerrado: Está ocupado por una masa fija (masa de control) en …….….cantidad e identidad. - Abierto: (Volúmen de control). La masa puede cambiar. Borde: superficie real o imaginaria que encierra a un sistema, a veces llamada contorno o frontera. Por definición no posee masa, ni ocupa volumen, además puede ser fijo o móvil.

Alrededores: resto del universo, externo a un sistema, también es llamado ambiente.

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Ejemplo: Frontera móvil

ALREDEDORES

SISTEMA

Frontera fija

Sistema Cerrado

Masa: no

Masa fija Energía: si

BORDE

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES Volumen de control: región del espacio objeto de estudio, también denominado sistema abierto, cuya masa contenida puede cambiar por entrada y/o salida de materia. Al igual que un sistema posee ambiente y bordes, estos últimos llamados superficie de control . Ejemplos:

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES Propiedad: característica macroscópica de la materia que sirve para describir y predecir el comportamiento de un sistema sin importar su historia. Estado: condición de un sistema descrito en base a sus propiedades Interacción: intercambio de masa y/o energía entre un sistema o volumen de control y su ambiente. Proceso: cambio de estado, descrito a través del estado inicial, la trayectoria, las …..interacciones y el estado final. EIM -LUZ / 2009

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES

Ciclo: proceso cuyos estados inicial y final son idénticos. Equilibrio termodinámico: condición de un sistema que no puede sufrir un proceso a menos que haya una interacción finita Ciclo

Proceso de cuasi-equilibrio: proceso cuya trayectoria está formada por estados desviados infinitesimalmente del equilibrio termodinámico .

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES Continuo: idealización de la materia al suponerla sin espacios vacíos. Fluido: materia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo cortante. Sólido

F τ = ∝α A Fluido

τ=

F V ∝µ A h

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Viscosidad: propiedad que representa la resistencia de un fluido a fluir, viene dada por la constante de proporcionalidad entre esfuerzo cortante τ y tasa de deformación angular dθ/dt y es denotada por µ. Densidad: masa por unidad de volumen, constituye una propiedad y es denotada por ρ, el inverso de la densidad es llamado volumen específico v.

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Presión: fuerza compresiva normal que un fluido ejerce por unidad de área (esfuerzo normal de compresión), constituye una propiedad y es denotada por P. La presión ejercida por la atmósfera es una referencia en cálculos de ingeniería.

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Ley básica de la hidrostática: los cambios de presión ∆P en un fluido en reposo son directamente proporcionales a la aceleración gravitacional g, la densidad ρ y los cambios de profundidad ∆h = –∆z ∆P = - ρg ∆z Barómetro: Instrumento para medición de la presión atmosférica.

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Barómetro: Instrumento para medición de la presión atmosférica.

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Ley Cero de la Termodinámica: si dos sistemas están en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí y se dice que están a la misma temperatura T, la cual pasa a ser una propiedad.

A

B

C

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Escalas de temperatura: se asignan valores numéricos arbitrarios de temperatura a estados de la materia fáciles de reproducir y repetir, tales como, el punto de ebullición y el punto triple del agua. .

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Tipos de flujos: un flujo se puede clasificar según diversos criterios, tales como: a) La dependencia o independencia del tiempo: transitorio o permanente.

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b) El número de coordenadas espaciales de las cuales depende: uni, bi y tri-dimensional.

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c) El grado de compresibilidad: compresible o incompresible.

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d) la “estructura” del flujo: laminar o turbulento.

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e) La incorporación de los efectos viscosos: viscoso y sin fricción.

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INTRODUCCIÓN, CONCEPTOS, DEFINICIONES Patm Aceite

P1=? D2=?

Mercurio DR=13.6 Agua

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