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Termodin谩mica t茅cnica

Introducci贸n a la Termodin谩mica. Sistemas macrosc贸picos. Ecuaciones de estado. Superficies de estado. Coeficientes de dilataci贸n, piezot茅rmico y compresibilidad. Ecuaci贸n de estado de un gas perfecto. Expresiones matem谩ticas que definen un gas perfecto. Relaci贸n entre la unidad de masa y el mol.- Leyes de Dalton y Amagat.
Concepto de gas real. Ecuaciones de estado de los gases reales. Fluidos condensables. Proyecciones de la superficie (p,v,T).- Diagramas de fases. Factor de compresibilidad. Curva y temperatura de Boyle. Otras ecuaciones del comportamiento de los gases reales. Aplicaci贸n de la ecuaci贸n del virial.- Ecuaciones cuadradas. Ecuaciones de estado c煤bicas. Correlaciones generalizadas para gases. T茅cnicas de iteraci贸n. Factor ac茅ntrico. M茅todo gr谩fico. M茅todo anal铆tico. Correlaciones generalizadas para l铆quidos.
Naturaleza f铆sica del calor.Capacidad calor铆fica y Calor espec铆fico. Calores espec铆ficos de los gases. Trabajo de expansi贸n de un gas; casos particulares. Trabajo de expansi贸n en sistemas gaseosos; transformaciones reversibles e irreversibles. El calor de reacci贸n est谩ndar. El calor de formaci贸n est谩ndar. El calor de combusti贸n est谩ndar.
El Primer Principio y los sistemas cerrados. Balance de energ铆a de un sistema estacionario. Ecuaciones energ茅ticas de un sistema. Coeficientes calorim茅tricos de un sistema homog茅neo. Transformaciones adiab谩ticas. Teorema de Reech. Transformaciones politr贸picas; 铆ndice de politrop铆a. Transformaciones a volumen constante. Transformaciones a presi贸n constante; concepto de entalp铆a. Transformaciones isot茅rmicas. Trabajo de rozamiento.
Energ铆a de una corriente fluida. Energ铆a almacenada en un sistema abierto. Balance energ茅tico de un sistema aislado. Ecuaci贸n energ茅tica de un fluido en r茅gimen estacionario. Procesos de calentamiento y enfriamiento. Procesos en tubos aislados, toberas y difusores. Turbinas y compresores. Efecto Joule Kelvin; l铆neas isoent谩lpicas y curva de inversi贸n. Ecuaci贸n de Bernoulli. Formulaci贸n de Saint.-Venant. Formulaci贸n de Torricelli. Formulaci贸n de Navier para expansi贸n isoterma. Formulaci贸n de Weisbach y Grashoff. Formulaci贸n de Zeuner. Flujos no estacionarios.
Transformaciones monotermas. Transformaciones c铆clicas con dos fuentes t茅rmicas. Ciclo de Carnot. Funci贸n entrop铆a. Teorema de Clausius. Variaci贸n de la entrop铆a en procesos reversibles. Entrop铆a de una mezcla de gases ideales. Diagrama entr贸pico; aplicaciones. Ciclo de Carnot en el diagrama entr贸pico. Aprovechamiento de un salto t茅rmico; ciclos con irreversibilidades t茅rmicas externas; ciclo de Carnot. Energ铆a utilizable en las transformaciones c铆clicas. Ciclos con irreversibilidades internas.
Sistemas t茅rmicamente aislados. Sistemas a temperatura y volumen constantes. Sistemas a presi贸n y temperatura constantes. Trabajo t茅cnico. Ecuaciones de Maxwell. Potencial qu铆mico. Ecuaci贸n de Clausius.-Clapeyron. Cambios de fase de Primer Orden. Cambios de fase de Segundo Orden; ecuaciones de Ehrenfest. Aplicaciones conjuntas de los dos Primeros Principios Termodin谩micos.
Rendimiento. Coeficiente de calidad, rendimiento mec谩nico y total. Determinaci贸n del coeficiente de calidad mediante el diagrama entr贸pico. Potencia indicada, potencia 煤til, consumo de combustible y coste de la energ铆a producida. Concepto de Exerg铆a. Concepto de medio ambiente. Concepto de estado muerto. C谩lculo de la exerg铆a. Balance de exerg铆a para sistemas cerrados. Transferencia de exerg铆a. Exerg铆a de flujo. Balance de exerg铆a en un volumen de control. Eficiencia exerg茅tica en turbinas. Eficiencia exerg茅tica en bombas y compresores. Eficiencia exerg茅tica en intercambiadores de calor de superficie. Eficiencia exerg茅tica en intercambiadores de calor de mezcla. Ejemplos.
Relaciones entre el coeficiente adiab谩tico y la velocidad del sonido en un fluido compresible. Formulaci贸n de Hugoniot. Derrame por toberas. Condiciones cr铆ticas. Estudio de una corriente fluida en una tobera Laval. Perfil de una tobera por el m茅todo gr谩fico de Kolb. Flujo isoentr贸pico de un gas perfecto. Onda de choque normal. Onda de choque normal en conductos. L铆neas de Rayleigh y Fanno. Otras expresiones de las l铆neas de Rayleigh y Fanno, en coordenadas (i-s). L铆nea de Fanno. L铆nea de Rayleigh. Flujo adiab谩tico en conductos de secci贸n constante, con rozamiento. Bloqueo debido a la fricci贸n. Flujo sin rozamiento por el interior de conductos con transferencia de calor. Flujo isotermo permanente en tuber铆as largas. Tablas de Rayleigh y Fanno.
Ciclo de Carnot. Ciclos de igual rendimiento al de Carnot. Ciclo Stirling. Ciclo Ericsson. Ciclos de turbinas de gas. Turbina de combusti贸n interna; ciclo de Atkinson. Turbina de combusti贸n interna; ciclo Brayton. Ciclo Otto.-Beau de Rochas de aire est谩ndar. Motor de 2 tiempos. Trabajo de compresi贸n. Trabajo de expansi贸n. Par motor. Temperatura y presi贸n alcanzados por la combusti贸n. Ciclo Diesel de aire est谩ndar. Ciclo Semidiesel.-Sabathe. Anexo.- Gasolinas.
脡studio de los fluidos condensables. Estudio calorim茅trico del vapor de agua. Diagrama de Izart. Diagrama de Mollier.
Ciclo de Carnot. Ciclo Rankine; irreversibilidades. Ciclo Rankine con sobrecalentamiento y recalentamiento. Ciclos de regeneraci贸n. Temperaturas 贸ptimas de extracci贸n. Ciclos binarios. Expansi贸n en cilindros de trabajo. Ciclos Compound.
T茅cnicas y sistemas de producci贸n de fr铆o. Coeficientes de efecto frigor铆fico. M谩quinas frigor铆ficas de aire; ciclo te贸rico. Ciclos reales. Ciclo de gas con regenerador. Ciclo de Carnot de un fluido condensable. M谩quinas frigor铆ficas de fluidos condensables.- Ciclos con expansi贸n isent谩lpica. Compresi贸n en r茅gimen h煤medo. Compresi贸n en r茅gimen seco. Sistemas de multicompresi贸n con refrigeraci贸n intermedia. Compresi贸n m煤ltiple directa. Formas de obtener el enfriamiento intermedio. Refrigeraci贸n intermedia exterior. Inyecci贸n parcial de fluido frigor铆geno. Inyecci贸n directa de fluido frigor铆geno. Sistemas de doble compresi贸n y expansi贸n con enfriador intermedio y separador de l铆quido. Enfriador intermedio de tipo cerrado con ciclo de inyecci贸n parcial. Enfriador intermedio de tipo abierto con ciclo de inyecci贸n total. Compresores. Sistemas de compresi贸n m煤ltiple indirecta; refrigeraci贸n en cascada. Expansi贸n m煤ltiple. Compresi贸n simple. Compresi贸n doble directa. Ciclos con doble laminaci贸n; separador de l铆quido y refrigeraci贸n exterior. Ciclo con doble laminaci贸n y barboteo y refrigeraci贸n exterior. Principio de funcionamiento de la bomba de calor. Producci贸n simult谩nea de fr煤铆o y de calor. Bomba de calor asistida por colectores solares. M谩quinas frigor铆ficas de eyector. Frigor铆ficos de absorci贸n. Frigor铆fico Servel.-Electrolux. Refrigeraci贸n solar por absorci贸n. Bomba de calor por absorci贸n.
El fen贸meno de la estrangulaci贸n. Curvas y coeficiente de inversi贸n. Determinaci贸n del calor espec铆fico a presi贸n constante de un gas. Aplicaci贸n del efecto Joule.-Kelvin a la ecuaci贸n de Van der Waals. Licuaci贸n de gases. Licuaci贸n del aire por el m茅todo Linde. Proceso Linde con presi贸n intermedia supercr铆tica. Proceso Linde con presi贸n intermedia subcr铆tica. Licuaci贸n por el m茅todo Claude. ANEXO - Tratamiento industrial del aire (Antecedentes hist贸ricos). El aire. Efecto Joule-Thomson. Expansi贸n con trabajo esterior. Fundamentos y t茅cnica de la destilaci贸n. Instalaciones industriales. Procedimiento Hampson. Procedimiento Linde. Procedimiento Claude. Procedimiento Heyland. Procedimiento Fraenkl. Separaci贸n de ox铆geno y nitr贸geno por v铆a qu铆mica. Gases nobles.
Condiciones de ventilaci贸n. Aire h煤medo. Punto de roc铆o. Humedad relativa. Tablas de propiedades termodin谩micas del aire. Humedad espec铆fica. Grado de saturaci贸n. Entalp铆a del aire. Entalp铆a del aire h煤medo y del aire seco. Entalp铆a del aire por debajo del punto de roc铆o, y del punto de congelaci贸n. Peso del aire seco y del aire h煤medo. Psicr贸metros. Diagrama de Mollier del aire h煤medo. Mezcla de una corriente de aire y otra de agua pulverizada en r茅gimen permanente. Proceso de saturaci贸n adiab谩tica. Mezcla adiab谩tica. Transformaciones del aire h煤medo. Procesos de acondicionamiento de aire. Carga t茅rmica de un local. Calentamiento y refrigeraci贸n del aire sin variaci贸n de la humedad espec铆fica. Enfriamiento con deshumidificaci贸n. Deshumidificaci贸n con calentamiento. Enfriamiento por evaporaci贸n. Calentamiento con humidificaci贸n. Torres de enfriamiento. Equipos de aire acondicionado. Instalaciones de aire acondicionado. C谩lculo de instalaciones. Acondicionamiento de aire en invierno sin recirculaci贸n. Acondicionamiento de aire en invierno con recirculaci贸n. Acondicionamiento de aire en verano sin recirculaci贸n. Acondicionamiento de aire en verano con recirculaci贸n.
Balances de materia en las combustiones completas; reacciones qu铆micas. Caracter铆sticas de los combustibles. Calores de reacci贸n y potencia calor铆fica. Combusti贸n estequiom茅trica. C谩lculo del poder combur铆voro. Volumen de aire m铆nimo por Kg de combustible. C谩lculo del poder fum铆geno. Formulaci贸n emp铆rica. Combusti贸n con exceso o con defecto de aire. Coeficiente de exceso de aire. Volumen total de los gases de combusti贸n. Diagrama de Ostwald. Estudio de las isol铆neas del Diagrama de Ostwald. Utilizaci贸n del diagrama de Ostwald. Construcci贸n del diagrama de Ostwald. Anexo, Problemas.
Constantes termodin谩micas del vapor de agua h煤medo y recalentado (temperaturas, presiones, volumen, entalp铆a, entrop铆a). Propiedades termodin谩micas del refrigerante Fre贸n 12 y 22 (Vapor h煤medo y recalentado). Constantes termodin谩micas del di贸xido de azufre, del vapor de mercurio, del vapor de amoniaco y del di贸xido de carbono. Diagrama de Izart del vapor de agua. Diagrama de Mollier del vapor de agua. Diagrama T-W del aire. Diagrama psicrom茅trico del aire. Diagrama T-S del amoniaco. Diagrama T-S del di贸xido de Carbono. Diagrama P-I del di贸xido de Carbono. Diagrama P-I del refrigerante 134A. Diagrama P-I del Fre贸n 12 y 22.

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