Universidad nacional autónoma de México
Facultad de ingeniería Termodinámica Grupo: 18 Equivalente mecánico del calor
Previo Practica # 5
Profesor: ING. EDUARDO PEREZ CONTRERAS
Alumno: Velasco robles David Rafael grupo 11
CUESTIONARIO PREVIO
¿Qué es la energía?
Capacidad de un sistema físico para realizar trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella. La radiación electromagnética posee energía que depende de su frecuencia y, por tanto, de su longitud de onda. Esta energía se comunica a la materia cuando absorbe radiación y se recibe de la materia cuando emite radiación. La energía asociada al movimiento se conoce como energía cinética, mientras que la relacionada con la posición es la energía potencial. Por ejemplo, un péndulo que oscila tiene una energía potencial máxima en los extremos de su recorrido; en toda s las posiciones intermedias tiene energía cinética y potencial en proporciones diversas. La energía se manifiesta en varias formas, entre ellas la energía mecánica, térmica, química, eléctrica, radiante o atómica. Todas las formas de energía pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados. En el proceso de transformación puede perderse o ganarse una forma de energía, pero la suma total permanece constante. Un peso suspendido de una cuerda tiene energía potencial debido a su posición, puesto que puede realizar trabajo al caer. Una batería eléctrica tiene energía potencial en forma química. Un trozo de magnesio también tiene energía potencial en forma química, que se transforma en calor y luz si se inflama. Al disparar un fusil, la energía potencial de la pólvora se transforma en la energía cinética del proyectil. Mencione quince formas de energía Física clásica
En la mecánica se encuentran:
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Energía mecánica, que es la combinación o suma de los siguientes tipos: Energía cinética: relativa al movimiento. Energía potencial: la asociada a la posición dentro de un campo de fuerzas conservativo. Por ejemplo, está la Energía potencial gravitatoria y la Energía potencial elástica (o energía de deformación, llamada así debido a las deformaciones elásticas). Una onda también es capaz de transmitir energía al desplazarse por un medio elástico.
En electromagnetismo se tiene a la:
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Energía electromagnética, que se compone de: Energía radiante: la energía que poseen las ondas electromagnéticas. Energía calórica: la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación. Energía potencial eléctrica
Energía eléctrica: resultado de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos.
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En la termodinámica están:
Energía interna, que es la suma de la energía mecánica de las partículas constituyentes de un sistema. Energía térmica, que es la energía liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza (energía geotérmica) mediante la combustión.
Física relativista
En la relatividad están:
Energía en reposo, que es la energía debida a la masa según la conocida fórmula de 2 Einstein, E=mc , que establece la equivalencia entre masa y energía. Energía de desintegración, que es la diferencia de energía en reposo entre las partículas iniciales y finales de una desintegración.
Al redefinir el concepto de masa, también se mod ifica el de energía cinética Física cuántica
En física cuántica, la energía es una magnitud ligada al operador hamiltoniano. La energía total de un sistema no aislado de hecho puede no estar definida: en un instante dado la medida de la energía puede arrojar diferentes valores con probabilidades definidas. En cambio, para los sistemas aislados en los que el ha miltoniano no depende explícitamente del tiempo, los estados estacionarios sí tienen una energía bien definida. Además de la energía asociada a la materia ordinaria o campos de materia, en física cuántica aparece la:
Energía del vacío: un tipo de energía existente en el espacio, incluso en ausencia de materia.
Química
En química aparecen algunas formas específicas no mencionadas anteriormente:
Energía de ionización, una forma de energía potencial, es la energía que hace falta para ionizar una molécula o átomo. Energía de enlace, es la energía potencial almacenada en los enlaces químicos de un compuesto. Las reacciones químicas liberan o absorben esta clase de energía, en función de la entalpía y energía calórica.
Si estas formas de energía son consecuencia de interacciones biológicas, la energía resultante es bioquímica, pues necesita de las mismas leyes físicas que aplican a la
química, pero los procesos por los cuales se o btienen son biológicos, como norma general resultante del metabolismo celular. Describa las formas por las que un sistema puede intercambiar energía con su entorno.
Se puede transmitir por el medio de tres formas distintas:
Conducción térmica.
Es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas, que tienden a igualar su temperatura o estado de excitación térmica.
Convección térmica.
Se transmite por medio de un movimiento real de la materia que forma el sistema se dice que hay una propagación de calor por convección. Un ejemplo son: Los radiadores de agua caliente y las estufas de aire.
Radiación térmica.
Emisión continúa de energía de la superficie de todos los cuerpos. Los portadores de esta energía son las ondas electromagnéticas producidas por las vibraciones de las partículas cargadas que forman parte de los átomos y moléculas de la materia. Mencione diez ejemplos de transformaciones de energía.
Hidráulica a motriz: hidroeléctrica Motriz a eléctrica: hidroeléctrica Motriz a mecánica: motor Eléctrica a motriz: motor Eólica a mecánica: molino Química a cinética: globo aerostático Eléctrica a magnética: electroimán Química a atómica: fisión nuclear Química a motriz: caldera Química a calórica: combustión del petróleo ¿Cuál es la relación existente entre el calor y el trabajo?
En termodinámica calor y trabajo se definen como energías en tránsito . Se define el calor (Q) como la forma de energía que atraviesa las fronteras de un sistema debido a una diferencia de temperatura, por conducción o por radiación. En tanto que el trabajo (W) que un sistema intercambia con su medio ambiente está asociado siempre con la acción de fuerzas en movimiento. Puesto que es una energía en tránsito, un sistema nun ca contendr á
, en un intercambio de energía con tr abajo sino qu e serácapaz de reali zarlo o de recibi rlo los alrededores, que podrán ser otro sistema o su medio ambiente.
