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Questions and Answers
¿Qué es la energía cinética?
¿Qué es la energía cinética?
Es la energía asociada al movimiento macroscópico de un objeto.
¿Cómo se calcula la energía cinética de un cuerpo en movimiento?
¿Cómo se calcula la energía cinética de un cuerpo en movimiento?
E_c = (1/2) m v^2
¿Qué es la energía potencial gravitatoria?
¿Qué es la energía potencial gravitatoria?
Es la energía asociada a la posición de un cuerpo en un campo gravitatorio.
La energía total de un sistema aislado siempre se conserva según el Primer Principio de la Termodinámica.
La energía total de un sistema aislado siempre se conserva según el Primer Principio de la Termodinámica.
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¿Qué significa que un proceso sea adiabático en sistemas abiertos?
¿Qué significa que un proceso sea adiabático en sistemas abiertos?
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El __________ es el flujo neto de calor que atraviesa la superficie de un sistema.
El __________ es el flujo neto de calor que atraviesa la superficie de un sistema.
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¿Qué es la conducción de calor y cómo se calcula la velocidad de transferencia de energía por conducción?
¿Qué es la conducción de calor y cómo se calcula la velocidad de transferencia de energía por conducción?
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¿Qué tipos de convección existen?
¿Qué tipos de convección existen?
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La radiación térmica requiere de un medio para propagarse.
La radiación térmica requiere de un medio para propagarse.
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La energía interna se representa por el símbolo U, y la variación de la energía interna en un proceso es 𝑈0 − 𝑈2. Esta variación es denotada como ∆𝑈 = 𝑈0 − __.
La energía interna se representa por el símbolo U, y la variación de la energía interna en un proceso es 𝑈0 − 𝑈2. Esta variación es denotada como ∆𝑈 = 𝑈0 − __.
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¿Qué es la capacidad calorífica?
¿Qué es la capacidad calorífica?
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¿Cómo se define el calor específico a presión constante para un gas ideal?
¿Cómo se define el calor específico a presión constante para un gas ideal?
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En un proceso politrópico, la relación Mayer establece que el calor específico a volumen constante es igual a la diferencia entre el calor específico a presión constante y a volumen constante.
En un proceso politrópico, la relación Mayer establece que el calor específico a volumen constante es igual a la diferencia entre el calor específico a presión constante y a volumen constante.
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El índice de politropía (𝑛) se define como 𝑛 = (𝐶𝑝 - 𝐶__) / (𝐶𝑣 - 𝐶__).
El índice de politropía (𝑛) se define como 𝑛 = (𝐶𝑝 - 𝐶__) / (𝐶𝑣 - 𝐶__).
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Relaciona los siguientes procesos con su índice politrópico y calor específico:
Relaciona los siguientes procesos con su índice politrópico y calor específico:
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Study Notes
Introducción al Primer Principio de la Termodinámica
- La energía es un concepto fundamental en la termodinámica y se presenta en diversas formas macroscópicas.
- La energía se puede transformar de una forma a otra y transferirse entre sistemas.
- El Principio de Conservación de la Energía explica que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
Energías Mecánicas: Cinética y Potencial
- La energía cinética es la energía asociada con el movimiento macroscópico de un cuerpo.
- La energía cinética se mesure en Julios (J) y su variación se calcula mediante la fórmula: ∆𝐸𝑐 = 𝑚 𝑐00 − 𝑐20.
- La energía potencial es la energía asociada con la posición de un cuerpo en un campo gravitatorio.
- La energía potencial también se mesure en Julios (J) y su variación se calcula mediante la fórmula: ∆𝐸𝑝 = 𝑚𝑔 𝑧0 − 𝑧2.
Trabajo Termodinámico
- El trabajo termodinámico se define como la energía transferida entre un sistema y su entorno.
- La expresión matemática para el trabajo termodinámico es: 𝑊 = ∫ 𝑭 𝑑𝒔.
- El trabajo puede ser positivo (hecho por el sistema) o negativo (hecho sobre el sistema).
- El trabajo de flujo es el trabajo necesario para introducir o sacar masa de un sistema abierto.
Calor y Transferencia de Energía
- El calor es una forma de transferencia de energía entre un sistema y su entorno.
- El calor se mesure en Julios (J) y se puede transferir en forma de conducción, convección o radiación.
- La velocidad de transferencia de calor se calcula mediante la fórmula: 𝑄 = 𝑘𝐴 (𝑇2 − 𝑇0) / ∆𝑥.
Energía Interna y Entalpía
- La energía interna es la energía asociada con los movimientos y configuraciones de las moléculas individuales de un sistema.
- La energía interna se representa con la letra U y se mesure en Julios por kilogramo (J/kg).
- La entalpía es la energía almacenada en forma de calor y se calcula mediante la fórmula: 𝐻 = 𝑈 + 𝑃𝑉.
- La entalpía se medidas en Julios por kilogramo (J/kg).
Primer Principio de la Termodinámica
- El Primer Principio de la Termodinámica establece que la energía se conserva en un sistema cerrado.
- La variación de la energía del sistema se calcula mediante la fórmula: ∆𝐸 = 𝐸0 − 𝐸2 = 𝑄 − 𝑊.
- El principio de conservación de la energía es válido para cualquier tipo de proceso y sistema cerrado.### Principio de Conservación de Energía
- El principio de conservación de energía establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra.
- La variación de energía en un sistema cerrado es igual a la transferencia neta de energía a través de su frontera: ∆𝐸 = 𝑄 − 𝑊
Formas del Balance de Energía
- El balance de energía se puede expresar de diferentes formas:
- ∆𝐸 = 𝑄 − 𝑊 (forma integral)
- 𝑑𝐸 = 𝛿𝑄 − 𝛿𝑊 (forma diferencial)
- ∆𝐸/∆𝑡 = 𝑄/∆𝑡 − 𝑊/∆𝑡 (forma de potencia)
Análisis Energético en Procesos Cíclicos
- Un ciclo termodinámico es una secuencia de procesos en los que un sistema vuelve a su estado inicial.
- El balance de energía para un ciclo termodinámico es: ∆𝐸 = 𝑄 − 𝑊
- Como el sistema vuelve a su estado inicial, no hay cambio neto de energía (∆𝐸 = 0), por lo que 𝑄 = 𝑊
Aplicación del 1º Principio a Sistemas Cerrados de Gases Ideales
- Un gas ideal se comporta según la ley: 𝑝𝑣 = 𝑅𝑇
- La energía interna específica y la entalpía específica de un gas ideal dependen solo de la temperatura: 𝑢 = 𝑢(𝑇), ℎ = ℎ(𝑇)
- La capacidad calorífica específica de un gas ideal es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un grado: 𝑐 = 𝑑𝑞/𝑑𝑇
Calores Específicos
- Los calores específicos son propiedades termodinámicas de un gas ideal.
- Existen dos tipos de calores específicos:
- Calor específico a volumen constante (𝑐𝑣)
- Calor específico a presión constante (𝑐𝑝)
Procesos Politrópicos
- Un proceso politrópico es un proceso termodinámico que obedece la relación: 𝑃𝑉 @ = 𝑐𝑡𝑒
- Existen varios tipos de procesos politrópicos, como:
- Isóbaro (𝑛 = ∞)
- Isócoro (𝑛 = 0)
- Isotermo (𝑛 = 1)
- Adiabático (𝑛 = 𝛾 = 𝐶𝑝/𝐶𝑣)
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Description
Conoce el concepto fundamental de la energía en Termodinámica. Aprende sobre las formas en que se presenta la energía y cómo se aplica el Principio de conservación de la energía en sistemas cerrados.
