El trabajo y el calor son energías en tránsito a través de las fronteras del sistema, luego una vez que cruzan dicha frontera entrando al sistema dejan de ser energías en tránsito y se transforman en energías que pueden ser acumuladas en el sistema.
BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS
Por otro lado, si un sistema tiene energía acumulada, tenderá a disiparla convirtiendo esta energía en energías en transito. Para conocer el resultado neto de estas transformaciones se debe realizar un balance de energía, el cual se puede parafrasear de la siguiente manera.
Esta expresión corresponde a la Ley de Conservación de Energía Para Sistemas No Reactivos
BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS
Este balance expresado en términos de las propiedades termodinámicas será: Forma Diferencial Q − W
=
dE K + dEP + dU
Forma Integrada
Qi
−
W j
=
E m + U
Salida Neta Cambio Si stema
Entrada Neta
Por unidad de masa
qi Entrada Neta
−
w j
=
e m + u
Salida Neta Cambio Si stema
BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS
La ecuación anterior muestra que las energías en tránsito a través de las fronteras, se manifiestan en el cambio, de una o mas, de las formas de energías macroscópicas (gravitacional, cinética y energías interna) El signo negativo que precede al trabajo se debe a que el trabajo es positivo cuando sale del sistema hacia los alrededores.
BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS (continued) La cantidad neta de calor y trabajo, considera tanto las entradas, como salidas del sistema de cada una de ellas. La expresión del Balance de Energía o Primera Ley de La Termodinámica para sistemas cerrados, tiene la ventaja de que conocida una de las energías en tránsito, puede obtenerse la otra cantidad, solamente determinando el cambio de energía que ha sufrido el sistema, sin importar el como ocurrió.
BALANCE DE ENERGIA PARA SISTEMAS CERRADOS
En otras palabras, que la diferencia de las dos energías en tránsito puede ser obtenida mediante propiedades de punto (estados) y no depende de las trayectoria (proceso).
APLICACION
Considere 5 Kg de vapor de agua contenidos dentro de un sistema cilindro pistón. El vapor sufre una expansión desde el estado 1, para el cual se registra una energía interna específica de 2709,9 KJ/Kg, hasta un estado 2 en el cual la energía interna específica es de 2659,6 KJ/Kg.
APLICACION
Durante el proceso el vapor recibe 80 KJ de energía. Unas paletas transfieren 18,5 KJ energía en forma de trabajo. No hay cambios significativos de energía mecánica. Determine la cantidad de energía transferida en forma de trabajo desde el sistema hacia los alrededores.
APLICACION
Sistema Cerrado No hay cambios de energía mecánica. -18,5 KJ Wpiston Wpaleta 80 KJ
