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1 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica. 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste.

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1 1 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica

2 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste exergético Análisis termoeconómico Optimización termoeconómica Integración energética

3 3 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Ambiente Entorno Sistema

4 4 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Abierto m Q W Cerrado m Q W Aislado m Q W

5 5 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Sistema Estado: Condición de un sistema definida por el conjunto de sus propiedades. Propiedades: Características macroscópicas de un sistema a las que puede asignarse un valor en un instante dado sin un conocimiento previo de la historia del sistema: masa, vol, energía, presión, temperatura.

6 6 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Cantidad de materia Aditivas Extensivas específicas (/masa) molares (/cantidad de sustancia) Intensivas Mayúsculas V M U H S B Minúsculas p T Notación: Por unidad de tiempo (con un punto encima) Por unidad de masa (minúsculas) Por cantidad de sustancia (con una tilde encima)

7 7 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica p T s h p v Isocórica Isoterma Isobara Isoentálpica Isoentrópica Adiabática

8 8 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Intercambio de: Propiedades intensivas CalorTrabajoMateria Equilibrio termodinámico Constante Estado permanente Constante

9 9 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica 0 - Temperatura 1 - Energía 2 - Entropía 3 – Entropía Absoluta Equilibrio térmico Conservación energía Entropía dS i 0 S = 0 a T= 0 K Balances Entropía >0 Exergía < 0 Energía = 0

10 10 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Energía entrante = Energía saliente + Energía acumulada U W Q mgz

11 11 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Energía Equipo Humos Calor Sonidos Trabajo = W e /W t < 1 Pérdidas

12 12 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Gasolina 325 g/kWh e 5900 W e = W e /W t < 1 Humos Orion LT500EC

13 13 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Kelvin-Planck: Es imposible la existencia de una máquina cíclica que realice trabajo sin más que tomar calor de un sólo foco Q W Q Q T frío T caliente Q T frío T caliente Q W C implica K-P K-P implica C Qf T frío T caliente Qc Qf W=Qc-Qf Clausius: Es imposible la existencia de una máquina que haga pasar calor de un cuerpo frío a otro más caliente sin consumir trabajo

14 14 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica -Transferencia de calor a través de una diferencia finita de temperaturas -Expansión libre de un gas o líquido a una presión más baja -Reacción química espontánea -Mezcla espontánea de sustancias diferentes -Rozamiento (deslizamiento y viscosidad) -Electricidad a través resistencia -Histéresis -Deformación inelástica -Transferencia de calor a través de una diferencia finita de temperaturas -Expansión libre de un gas o líquido a una presión más baja -Reacción química espontánea -Mezcla espontánea de sustancias diferentes -Rozamiento (deslizamiento y viscosidad) -Electricidad a través resistencia -Histéresis -Deformación inelástica Todos los procesos reales son irreversibles Entonces, ¿qué interés tienen los procesos ideales? Un proceso es reversible si el sistema y todas las partes de su entorno pueden devolverse exactamente a sus estados iniciales después de que el proceso haya tenido lugar

15 15 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Ambiente Interna Aproximación estadística:

16 16 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Proceso Real Proceso Ideal Reversibilidad Irreversibilidad Adiabático

17 17 TOE2009 c02 Revisión de termodinámica Materia:Entrante – Saliente – Acumulada = 0 Energía:Entrante – Saliente – Acumulada = 0 Entropía:Entrante – Saliente – Acumulada =Generada Exergía:Entrante – Saliente – Acumulada =Destruida


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