Sesión 2 - Termodinámica.pdf

Programa de Ingeniería Industrial Termodinámica Sesión 2 Tema: Ecuaciones de estado y proceso de los gases ideales Resultado de aprendizaje Evidencia de aprendizaje Identifica el campo de aplicación de los Reporte de res...

Programa de Ingeniería Industrial Termodinámica Sesión 2 Tema: Ecuaciones de estado y proceso de los gases ideales Resultado de aprendizaje Evidencia de aprendizaje Identifica el campo de aplicación de los Reporte de resolución de problemas / taller equipos y sistemas basados en el control de /caso procesos industriales. Contenido Nombre del tema Lorem ipsum Lorem ipsum Lorem ipsum Lorem ipsum Lorem ipsum Lorem ipsum Revisa el siguiente video: Después de haber visualizado el video en la slide anterior, reflexionamos y respondemos las siguientes interrogantes: ¿Cuál es la ecuación que describe el comportamiento de 01 un gas ideal? ¿Qué condiciones se deben cumplir para que un gas sea 02 considerado ideal? ¿Cómo crees que las ecuaciones de estado y el proceso 03 de los gases ideales se aplican en situaciones diarias?  Tema Introducción a las ecuaciones de estado Nombre del curso – Sesión 2 Introducción Las ecuaciones de estado son fundamentales en termodinámica, describen la relación entre las propiedades físicas de un sistema. Permiten comprender el comportamiento de los gases ideales y reales en diferentes condiciones. A través de estas ecuaciones, es posible predecir y analizar el comportamiento de los gases en procesos termodinámicos. Nombre del curso – Sesión 2 Definición Las ecuaciones de estado son relaciones matemáticas que describen la relación entre las propiedades termodinámicas de un sistema, como la presión, la temperatura y el volumen. Estas ecuaciones son fundamentales para comprender el comportamiento de los gases y otros estados de la materia bajo diferentes condiciones.  PV=nRT Donde: P es la presión del gas. V es el volumen ocupado por el gas. n es la cantidad de sustancia en moles. R es la constante de los gases ideales. T es la temperatura absoluta del gas.  Tema Tipos de ecuaciones de estado Nombre del curso – Sesión 2 Tipos de ecuaciones de estado Ecuaciones de estado cúbicas: Modelan el comportamiento termodinámico a través de la inclusión de un término cúbico de la presión. Ecuaciones de estado no cúbicas: No incluyen términos cúbicos de la presión, como las ecuaciones de estado lineales o polinómicas. Ecuaciones de estado viriales: Se basan en el desarrollo de las variables termodinámicas en series de potencias de la densidad Nombre del curso – Sesión 2 Ejemplos de ecuaciones de estado Ecuación de Van der Waals Ecuación de Redlich-Kwong Una modificación de la ley de gases ideales para Usada para modelar el comportamiento de gases y corregir el comportamiento en condiciones cercanas a líquidos en una amplia gama de temperaturas y la condensación. presiones. Nombre del curso – Sesión 2 Ejemplos de ecuaciones de estado Las ecuaciones de estado son fundamentales en la termodinámica y se utilizan para describir el comportamiento de los gases en diversas condiciones. Algunos ejemplos de ecuaciones de estado comunes incluyen la ecuación de estado de Van der Waals, la ecuación de estado ideal y la ecuación de estado de Peng-Robinson La ecuación de estado de Van der Waals introduce correcciones a la presión y al volumen para tener en cuenta la interacción entre las moléculas, lo que la hace más precisa que la ecuación de estado ideal en condiciones de alta presión y baja temperatura. Por otro lado, la ecuación de estado de Peng-Robinson es ampliamente utilizada en la industria petrolera y del gas natural para la simulación y predicción de fases líquidas y gaseosas en sistemas multicomponentes. Nombre del curso – Sesión 2 Proceso de los gases ideales 1 Compresión isoterma En este paso, el gas ideal se comprime a temperatura constante. Durante la compresión isoterma, la presión aumenta y el volumen del gas disminuye de acuerdo con la ley de Boyle- Mariotte. Este proceso resulta en la transferencia de energía en forma de trabajo realizado por el sistema. 2 Expansión adiabática En la expansión adiabática, el gas ideal se expande sin intercambio de calor con el entorno. Esto significa que la energía interna del gas cambia únicamente debido al trabajo realizado por el gas, lo que resulta en un descenso de la temperatura. La ley de los gases ideales se utiliza para modelar este proceso. 3 Proceso isotérmico de expansión En este paso, el gas ideal se expande a temperatura constante. Durante esta expansión isotérmica, la presión disminuye y el volumen aumenta. El trabajo realizado por el gas en este paso puede ser calculado utilizando la ecuación de estado para un gas ideal.  Tema Características de los gases ideales Nombre del curso – Sesión 2 Características de gases ideales Comportamiento Proporcionalidad Escasas interacciones Comportamiento predecible directa moleculares aproximado Los gases ideales Existe una relación Los gases ideales se Aunque los gases siguen las leyes directa entre la caracterizan por tener reales raramente predecibles de la presión, el volumen y interacciones cumplen todas las termodinámica, lo que la temperatura de los moleculares condiciones de los los hace fáciles de gases ideales, despreciables, lo que gases ideales, estos estudiar y conocida como la ley simplifica su siguen siendo una comprender. de los gases ideales. comportamiento en herramienta comparación con invaluable en la otros estados de la comprensión de la materia. termodinámica.  Tema Ley de los gases ideales Nombre del curso – Sesión 2 Ley de gases ideales La ley de los gases ideales es un principio fundamental en la termodinámica que establece el comportamiento de un gas ideal en relación con su presión, volumen y temperatura. Comprender este concepto es esencial para el estudio y análisis de procesos termodinámicos. Las características y aplicaciones de los gases ideales son relevantes en una amplia gama de campos científicos y tecnológicos, incluida la ingeniería de procesos, la atmosfera y la química. En resumen, la ley de los gases ideales es una herramienta fundamental en la comprensión de numerosos fenómenos físicos y químicos que involucran gases. Nombre del curso – Sesión 2 Ley de gases ideales Introducción 1 Concepto fundamental y base teórica Características 2 Representación de un gas ideal y sus propiedades Aplicaciones 3 Uso de la ecuación de los gases ideales en la termodinámica Autoevaluación Sesión 1  Enunciado ¿Cuál es la ecuación de los gases ideales? Pregunta 1 A) PV=nRT B) PV=RT C) P=nRT D) V=nRT  Enunciado ¿Qué representa la constante R en la ecuación de los gases ideales? Pregunta 2 A) Volumen B) Presión C) Cantidad de sustancia D) Constante de los gases ideales  Enunciado ¿Qué describe la ecuación de los gases ideales? Pregunta 3 A) Relación entre presión y temperatura B) Relación entre volumen y temperatura C) Relación entre presión, volumen y temperatura D) Relación entre masa y volumen Autoevaluación ¡Vamos por más logros! ¡Felicitaciones! Ha concluido la autoevaluación  La ecuación de los gases ideales es una herramienta Conclusiones fundamental en termodinámica para describir el comportamiento de los gases en diferentes condiciones. El proceso de los gases ideales sigue las leyes de la termodinámica y proporciona una base sólida para el estudio de sistemas gaseosos Aplicando lo aprendido: Revisa en la plataforma Blackboard el material para desarrollar  https://www2.ulpgc.es/descargadirecta.php?codigo_archivo=5217 Referencias