La ecuación 2 se utiliza para de terminar el trabajo en la frontera del sistema donde: W = trabajo transferido hacia el sistema (por (por medio de una flecha o trabajo eléctrico) La ecuación 2’ indica que en un dispositivo que involucra trabajo de frontera como un dispositivo cilindro y émbolo, el trabajo realizado para empujar el aire atmosférico durante la expansión debe restarse. W alrededores = trabajo no disponible para propósitos útiles P0= Presión atmosférica V1= Volumen inicial del sistema V2= Volumen final del sistema
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Azcapotzalco
Dónde Ψ= Exergía de corriente h= Entalpía específica final h0= Entalpia específica inicial T0= Temperatura del entorno s= Entropía específica final
s0= Entropía específica inicial V = Velocidad g= aceleración de la gravedad z= Elevación
Cuando una cantidad de masa (m) entra o sale del sistema, esta es acompañada por una cantidad de exergía Ψ. Como se ve en la ecuación 4, la exergía de un sistema aumenta si la masa que entra al sistema aumenta y cuando la masa sale del sistema, la exergía también lo hace. El flujo de exergía asociado a una corriente de fluido cuando las propiedades de este son variables puede determinarse a partir de la siguiente ecuación:
∫ ∫ ∫ ̇ Donde At = área de la sección transversal del flujo V n= es la velocidad local normal a dA t
TRANSFERENCIA DE EXERGIA EN UN SISTEMA AISLADO. Dado que la exergía solo puede destruirse y que un sistema aislado no permite la transferencia de calor, masa o trabajo a través de sus fronteras se tiene la siguiente ecuación:
Cualquier proceso que genere entropía destruye exergía. La exergía destruida es proporcional a la entropía generada:
Para cualquier proceso real la exerg ía es una cantidad positiva y cero para un proceso reversible.
BALANCE DE EXERGÍA Forma general:
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BALAANCE DE EXERGÍA PARA UN SISTEMA CERRADO
∑ Donde Q k es la transferencia de calor a través de la frontera a la temperatura Tk. En forma de tasa:
) ∑ ̇ [ ̇ ( )] ( ̇ BALANCE DE EXERGÍA EN VOLÚMENES DE CONTROL
