Volumen Control

El volumen control Es la región del espacio real o imaginario que es objeto de estudio cuya superficie límite puede ser fija, moverse o expandirse y debe definirse con respecto a un sistema de coordenadas. En algunos casos se puede considerar al sistema coordenado girando o moviéndose respecto al volumen control. La masa, el calor y el trabajo, pueden cruzar la superficie límite del volumen control. Las propiedades de las masas pueden cambiar en relación al tiempo.

Conservación de la masa en el volumen control Consideremos: Acumulación de masa en el volumen control en el tiempo ϑ t: Diferencial de tiempo Diferencial de masa que entra al vc en el diferencial de tiempo Diferencial de masa que sale del vc en el diferencial de tiempo Masa del vc en el tiempo t = 0 Diferencial de masa acumulada en el vc en el diferencial de tiempo

El volumen control (vc) no se mueve con respecto al sistema de coordenadas de referencia. La masa que fluye a través de la superficie del vc y la intensidad del flujo que está en cada en cada elemento del área de la superficie del vc no varían con el tiempo. La rapidez del flujo de masa que entra al vc es igual a la rapidez del flujo de masa que sale del vc. El estado de la masa en cada punto del vc no varía con el tiempo, y como consecuencia del punto 2 la masa en el vc permanece constante. La rapidez con la cual el calor atraviesa la superficie del vc permanece constante, y lo mismo sucede con la rapidez del trabajo.

Volumen control Movimiento lineal o circular del volumen control

La rapidez del flujo de masa y energía que entra o sale del vc está constituido por energía la interna, potencial y cinética de cada flujo. El trabajo asociado con cada flujo de masa, que entra y sale del vc, está representado por los productos:

El trabajo neto hecho por los flujo de masa que entran y salen del vc es: El flujo neto de energía (trabajo) es: La potencia (trabajo por unidad de tiempo) es: contiene la rapidez de energía producido por la expansión, compresión, agitación del vc, así como la rapidez de energía del trabajo de eje y el trabajo de flujo masa que entran y salen del vc, por tanto:

Viendo la gráfica y considerando como positivo a todo lo que ingresa al sistema y negativo a lo que sale del mismo, podemos formular:

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA PARA UN VOLUMEN CONTROL

Análisis dimensional