Termodinámica

TERMODINÁMICA
	PÁGINA LEGAL
	CONTENIDO
	PREFACIO
	1 INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
		1.1. TERMODINÁMICA Y ENERGÍA
			Áreas de aplicación de la termodinámica
		1.2. IMPORTANCIA DE LAS DIMENSIONES Y UNIDADES
			Algunas unidades SI e inglesas
			Homogeneidad dimensional
			Relaciones de conversión de unidades
		1.3. SISTEMAS CERRADOS Y ABIERTOS
		1.4. PROPIEDADES DE UN SISTEMA
			Continuo
		1.5. DENSIDAD Y DENSIDAD RELATIVA
		1.6. ESTADO Y EQUILIBRIO
			Postulado de estado
		1.7. PROCESOS Y CICLOS
			Proceso de flujo estacionario
		1.8. TEMPERATURA Y LEY CERO (...)
			Escalas de temperatura
			Escala de temperatura internacional (...)
		1.9. PRESIÓN
			Variación de la presión con la profundidad
		1.10. MANÓMETRO
			Otros dispositivos de medición de presión
		1.11. BARÓMETRO Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA
		1.12. TÉCNICA PARA RESOLVER PROBLEMAS
			Paso 1: enunciado del problema
			Paso 2: esquema
			Paso 3: suposiciones y aproximaciones
			Paso 4: leyes físicas
			Paso 5: propiedades
			Paso 6: cálculos
			Paso 7: razonamiento, comprobación y análisis
			Paquetes de software de ingeniería
			Programa para resolver ecuaciones de ingeniería (Engineering Equation Solver, EES)
			Observación acerca de los dígitos significativos
	2 ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA
		2.1. INTRODUCCIÓN
		2.2. FORMAS DE ENERGÍA
			Más sobre energía nuclear
			Energía mecánica
		2.3. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA (...)
			Antecedentes históricos sobre el calor
		2.4. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA (...)
			Trabajo eléctrico
		2.5. FORMAS MECÁNICAS DEL TRABAJO
			Trabajo de flecha
			Trabajo de resorte
			Trabajo hecho sobre barras sólidas elásticas
			Trabajo relacionado con el estiramiento (...)
			Trabajo hecho para elevar o acelerar un cuerpo
			Formas no mecánicas del trabajo
		2.6. LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
			Balance de energía
			Cambio de energía de un sistema, (...)
			Mecanismos de transferencia (...)
		2.7. EFICIENCIA EN LA CONVERSIÓN (...)
			Eficiencia de dispositivos mecánicos y eléctricos
		2.8. ENERGÍA Y AMBIENTE
			Ozono y smog
			Lluvia ácida
			Efecto invernadero: calentamiento global y cambio climático
			Tema de interés especial
			Resumen
			Referencia
			Problemas
	3 PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
		3.1. SUSTANCIA PURA
		3.2. FASES DE UNA SUSTANCIA PURA
		3.3. PROCESOS DE CAMBIO DE FASE (...)
			Líquido comprimido y líquido saturado
			Vapor saturado y vapor sobrecalentado
			Temperatura de saturación y presión (...)
			Algunas consecuencias de la dependencia (...)
		3.4. DIAGRAMAS DE PROPIEDADES PARA (...)
			1 Diagrama T-v
			2 Diagrama P-v
			Ampliación de los diagramas (...)
			3 Diagrama P-T
			Superficie P-v-T
		3.5. TABLAS DE PROPIEDADES
			Entalpía: una propiedad de combinación
			1a Estados de líquido saturado y de vapor saturado
			1b Mezcla saturada de líquido-vapor
			2 Vapor sobrecalentado
			3 Líquido comprimido
			Estado de referencia y valores de referencia
		3.6. ECUACIÓN DE ESTADO (...)
			¿El vapor de agua es un gas ideal?
		3.7. FACTOR DE COMPRESIBILIDAD, UNA MEDIDA DE LA (...)
		3.8. OTRAS ECUACIONES DE ESTADO
			Ecuación de estado de Van der Waals
			Ecuación de estado de Beattie-Bridgeman
			Ecuación de estado de Benedict-Webb-Rubin
			Ecuación de estado virial
			Presión de vapor y equilibrio de fases
			Resumen
			Referencias
			Problemas
	4 ANÁLISIS DE ENERGÍA DE SISTEMAS CERRADOS
		4.1. TRABAJO DE FRONTERA MÓVIL
			Proceso politrópico
		4.2. BALANCE DE ENERGÍA (...)
		4.3. CALORES ESPECÍFICOS
		4.4. ENERGÍA INTERNA, ENTALPÍA Y CALORES (...)
			Relaciones de calores específicos de gases ideales
		4.5. ENERGÍA INTERNA, ENTALPÍA Y CALORES (...)
			Cambios de energía interna
			Cambios de entalpía
			Aspectos termodinámicos de los sistemas biológicos
			Resumen
			Referencias
			Problemas
	5 ANÁLISIS DE MASA Y ENERGÍA DE VOLÚMENES DE CONTROL (SISTEMAS ABIERTOS)
		5.1. CONSERVACIÓN DE LA MASA
			Flujos másico y volumétrico
			Principio de conservación de la masa
			Balance de masa para procesos de flujo estacionario
			Caso especial: flujo incompresible
		5.2. TRABAJO DE FLUJO Y ENERGÍA (...)
			Energía total de un fluido en movimiento
			Energía transportada por la masa
		5.3. ANÁLISIS DE ENERGÍA DE SISTEMAS (...)
		5.4. ALGUNOS DISPOSITIVOS DE INGENIERÍA (...)
			1 Toberas aceleradoras y difusores
			2 Turbinas y compresores
			3 Válvulas de estrangulamiento
			4a Cámaras de mezclado
			4b Intercambiadores de calor
			5 Flujo en tuberías y ductos
		5.5. ANÁLISIS DE PROCESOS (...)
		Ecuación general de energía
		Resumen
		Referencias
		Problemas
	6 LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
		6.1. INTRODUCCIÓN A LA SEGUNDA LEY
		6.2. DEPÓSITOS DE ENERGÍA TÉRMICA
		6.3. MÁQUINAS TÉRMICAS
			Eficiencia térmica
			¿Es posible ahorrar Qsalida?
			La segunda ley de la termodinámica: enunciado de Kelvin-Planck
		6.4. REFRIGERADORES Y BOMBAS DE CALOR
			Coeficiente de desempeño
			Bombas de calor
			La segunda ley de la termodinámica: enunciado de Clausius
			Equivalencia de los dos enunciados
		6.5. MÁQUINAS DE MOVIMIENTO PERPETUO
		6.6. PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES
			Irreversibilidades
			Procesos interna y externamente reversibles
		6.7. EL CICLO DE CARNOT
			Ciclo de Carnot inverso
		6.8. PRINCIPIOS DE CARNOT
		6.9. ESCALA TERMODINÁMICA DE TEMPERATURA
		6.10. LA MÁQUINA TÉRMICA DE CARNOT
			Calidad de la energía
			Cantidad contra calidad en la vida diaria
		6.11. EL REFRIGERADOR DE CARNOT (...)
		Refrigeradores domésticos
		Resumen
		Referencias
		Problemas
	7 ENTROPÍA
		7.1. ENTROPÍA
			Caso especial: procesos isotérmicos de transferencia de calor internamente reversibles
		7.2. EL PRINCIPIO DEL INCREMENTO (...)
			Algunos comentarios sobre la entropía
		7.3. CAMBIO DE ENTROPÍA DE SUSTANCIAS (...)
		7.4. PROCESOS ISENTRÓPICOS
		7.5. DIAGRAMAS DE PROPIEDADES (...)
		7.6. ¿QUÉ ES LA ENTROPÍA?
			La entropía y la generación de entropía en la vida diaria
		7.7. LAS RELACIONES T ds
		7.8. CAMBIO DE ENTROPÍA DE LÍQUIDOS (...)
		7.9. CAMBIO DE ENTROPÍA DE GASES IDEALES
			Calores específicos constantes (análisis aproximado)
			Calores específicos variables (análisis exacto)
			Proceso isentrópico de gases ideales
			Calores específicos constantes (análisis aproximado)
			Calores específicos variables (análisis exacto)
			Presión relativa y volumen específico relativo
		7.10. TRABAJO REVERSIBLE DE FLUJO ESTACIONARIO
			Demostración que los dispositivos de flujo estacionario entregan el máximo trabajo (...)
		7.11. MINIMIZACIÓN DEL TRABAJO DEL COMPRESOR
			Compresión en etapas múltiples con interenfriamiento
		7.12. EFICIENCIAS ISENTRÓPICAS DE (...)
			Eficiencia isentrópica de turbinas
			Eficiencias isentrópicas de compresores y bombas
			Eficiencia isentrópica de toberas aceleradoras
		7.13. BALANCE DE ENTROPÍA
			Cambio de entropía de un sistema, (...)
			Mecanismos de transferencia de entropía, (...)
			1 Transferencia de calor
			2 Flujo másico
			Generación de entropía, (...)
			Sistemas cerrados
			Volúmenes de control
			Generación de entropía asociada con un proceso de transferencia de calor
			Reducción del costo del aire comprimido
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	8 EXERGÍA: UNA MEDIDA DEL POTENCIAL DE TRABAJO
		8.1. EXERGÍA: POTENCIAL DE TRABAJO (...)
			Exergía (potencial de trabajo) asociada con la energía cinética y potencial
		8.2. TRABAJO REVERSIBLE (...)
		8.3. EFICIENCIA SEGÚN LA SEGUNDA LEY, (...)
		8.4. CAMBIO DE EXERGÍA DE UN SISTEMA
			Exergía de una masa fija: exergía (...)
			Exergía de una corriente de fluido: (...)
		8.5. TRANSFERENCIA DE EXERGÍA POR CALOR, (...)
			Transferencia de exergía por calor, Q
			Transferencia de exergía por trabajo, W
			Transferencia de exergía por masa, m
		8.6. PRINCIPIO DE DISMINUCIÓN DE EXERGÍA (...)
			Destrucción de exergía
		8.7. BALANCE DE EXERGÍA: (...)
		8.8. BALANCE DE EXERGÍA: VOLÚMENES DE CONTROL
			Balance de exergía para sistemas de flujo estacionario
			Trabajo reversible, Wrev
			Eficiencia según la segunda ley para dispositivos de flujo estacionario, (...)
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	9 CICLOS DE POTENCIA DE GAS
		9.1. CONSIDERACIONES BÁSICAS PARA EL (...)
		9.2. EL CICLO DE CARNOT Y SU VALOR (...)
		9.3. SUPOSICIONES DE AIRE ESTÁNDAR
		9.4. BREVE PANORAMA DE LAS MÁQUINAS RECIPROCANTES
		9.5. CICLO DE OTTO: EL CICLO IDEAL PARA LAS (...)
		9.6. CICLO DIESEL: EL CICLO IDEAL (...)
		9.7. CICLOS STIRLING Y ERICSSON
		9.8. CICLO BRAYTON: EL CICLO IDEAL PARA (...)
			Desarrollo de las turbinas de gas
			Desviación de los ciclos reales de turbina de gas en comparación con los idealizados
		9.9. CICLO BRAYTON CON REGENERACIÓN
		9.10. CICLO BRAYTON CON INTERENFRIAMIENTO, (...)
		9.11. CICLOS IDEALES DE PROPULSIÓN POR REACCIÓN
			Modificaciones para motores de turborreactor
		9.12. ANÁLISIS DE CICLOS DE POTENCIA DE GAS CON BASE EN LA SEGUNDA LEY
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	10 CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Y COMBINADOS
		10.1. EL CICLO DE VAPOR DE CARNOT
		10.2. CICLO RANKINE: EL CICLO IDEAL PARA (...)
			Análisis de energía del ciclo Rankine ideal
		10.3. DESVIACIÓN DE LOS CICLOS (...)
		10.4. CÓMO INCREMENTAR LA EFICIENCIA DEL CICLO RANKINE?
			Reducción de la presión del condensador (...)
			Sobrecalentamiento del vapor a altas (...)
			Incremento de la presión de la caldera (...)
		10.5. EL CICLO RANKINE IDEAL (...)
		10.6. EL CICLO RANKINE IDEAL REGENERATIVO
			Calentadores abiertos de agua de alimentación
			Calentadores cerrados de agua de alimentación
		10.7. ANÁLISIS DE CICLOS DE POTENCIA DE (...)
		10.8. COGENERACIÓN
		10.9. CICLOS DE POTENCIA COMBINADOS DE GAS Y VAPOR
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
	11 CICLOS DE REFRIGERACIÓN
		11.1. REFRIGERADORES Y BOMBAS DE CALOR
		11.2. EL CICLO INVERTIDO DE CARNOT
		11.3. EL CICLO IDEAL DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
		11.4. CICLO REAL DE REFRIGERACIÓN (...)
		11.5. SELECCIÓN DEL REFRIGERANTE ADECUADO
		11.6. SISTEMAS DE BOMBAS DE CALOR
		11.7. SISTEMAS INNOVADORES DE REFRIGERACIÓN POR COMPRESIÓN DE VAPOR
			Sistemas de refrigeración en cascada
			Sistemas de refrigeración por compresión de múltiples etapas
			Sistemas de refrigeración de propósito múltiple con un solo compresor
			Licuefacción de gases
		11.8. CICLOS DE REFRIGERACIﾓN DE GAS
		11.9. SISTEMAS DE REFRIGERACIﾓN POR ABSORCIﾓN
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	12 RELACIONES DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS
		12.1. UN POCO DE MATEMﾁTICAS: DERIVADAS (...)
			Diferenciales parciales
			Relaciones de derivadas parciales
		12.2. RELACIONES DE MAXWELL
		12.3. LA ECUACIÓN DE CLAPEYRON
		12.4. RELACIONES GENERALES PARA (...)
			Cambios en la energía interna
			Cambios de entalpía
			Cambios de entropía
			Calores específicos (...)
		12.5. EL COEFICIENTE DE JOULE-THOMSON
		12.6. LAS (...)
			Cambios en la entalpía de gases reales
			Cambios de energía interna de gases ideales
			Cambios de entropía de gases reales
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	13 MEZCLAS DE GASES
		13.1. COMPOSICIÓN DE UNA MEZCLA DE GASES: (...)
		13.2. COMPORTAMIENTO P-v-T DE MEZCLAS DE GASES: GASES IDEALES Y REALES
			Mezclas de gases ideales
			Mezclas de gases reales
		13.3. PROPIEDADES DE MEZCLAS DE GASES: GASES IDEALES Y REALES
			Mezclas de gases ideales
			Mezclas de gases reales
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	14 MEZCLAS DE GAS-VAPOR Y ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
		14.1. AIRE SECO Y AIRE ATMOSFÉRICO
		14.2. HUMEDAD ESPECÍFICA Y RELATIVA DEL AIRE
		14.3. TEMPERATURA DE PUNTO DE ROCÍO
		14.4. TEMPERATURAS DE SATURACIÓN (...)
		14.5. LA CARTA PSICROMÉTRICA
		14.6. COMODIDAD HUMANA Y ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
		14.7. PROCESOS DE ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
			Calentamiento y enfriamiento simples (...)
			Calentamiento con humidificación
			Enfriamiento con deshumidificación
			Enfriamiento evaporativo
			Mezclado adiabático de flujos de aire
			Torres de enfriamiento húmedo
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	15 REACCIONES QUÍMICAS
		15.1. COMBUSTIBLES Y COMBUSTIÓN
		15.2. PROCESOS DE COMBUSTIÓN TEÓRICA Y REAL
		15.3. ENTALPÍA DE FORMACIÓN Y ENTALPÍA DE COMBUSTIÓN
		15.4. ANÁLISIS DE SISTEMAS REACTIVOS CON BASE EN LA PRIMERA LEY
			Sistemas de flujo estacionario
			Sistemas cerrados
		15.5. TEMPERATURA DE FLAMA ADIABÁTICA
		15.6. CAMBIO DE ENTROPÍA DE SISTEMAS REACTIVOS
		15.7. ANÁLISIS DE SISTEMAS REACTIVOS CON BASE EN LA SEGUNDA LEY
		TEMA DE INTERÉS ESPECIAL*
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	16 EQUILIBRIO QUÍMICO Y DE FASE
		16.1. CRITERIO PARA EL EQUILIBRIO QUÍMICO
		16.2. LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO PARA MEZCLAS DE GASES IDEALES
		16.3. ALGUNAS OBSERVACIONES RESPECTO A LA KP DE LAS MEZCLAS DE GASES IDEALES
		16.4. EQUILIBRIO QUÍMICO PARA REACCIONES SIMULTÁNEAS
		16.5. VARIACIÓN DE KP CON LA TEMPERATURA
		16.6. EQUILIBRIO DE FASE
			Equilibrio de fase para un sistema de un solo (...)
			La regla de fases
			Equilibrio de fases para un sistema multicomponente
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
	17 FLUJO COMPRESIBLE
		17.1. PROPIEDADES DE ESTANCAMIENTO
		17.2. VELOCIDAD DEL SONIDO Y NÚMERO (...)
		17.3. FLUJO ISENTRÓPICO UNIDIMENSIONAL
			Variación de la velocidad del fluido (...)
			Relaciones de propiedades para el flujo isentrópico de gases ideales
		17.4. FLUJO ISENTRÓPICO A TRAVÉS (...)
			Toberas aceleradoras convergentes
			Toberas convergentes-divergentes
		17.5. ONDAS DE CHOQUE Y ONDAS DE EXPANSIÓN
			Choques normales
			Choques oblicuos
			Ondas expansivas de Prandtl-Meyer
		17.6. FLUJO EN UN DUCTO CON TRANSFERENCIA DE CALOR, DE FRICCIÓN INSIGNIFICANTE (...)
			Relaciones de propiedades para flujos de Rayleigh
			Flujo de Rayleigh bloqueado
		17.7. TOBERAS DE VAPOR DE AGUA
		RESUMEN
		REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS
		PROBLEMAS*
		Apéndice 1
	APÉNDICE 1
	APÉNDICE 2
	ÍNDICE ANALÍTICO