{"id":41121,"date":"2019-09-26T01:30:24","date_gmt":"2019-09-26T00:30:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-primera-ley-en-terminos-de-entalpia-dh-dq-vdp-definicion\/"},"modified":"2020-01-13T13:29:50","modified_gmt":"2020-01-13T12:29:50","slug":"que-es-la-primera-ley-en-terminos-de-entalpia-dh-dq-vdp-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-primera-ley-en-terminos-de-entalpia-dh-dq-vdp-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la primera ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda? DH = dQ + Vdp – Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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La primera ley de la termodin\u00e1mica en t\u00e9rminos de entalp\u00eda (dH = dQ + Vdp) nos muestra por qu\u00e9 los ingenieros usan la entalp\u00eda en ciclos termodin\u00e1micos (por ejemplo, ciclo de Brayton o ciclo de Rankine).\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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Primera ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda dH = dQ + Vdp<\/h2>\n

La\u00a0entalp\u00eda<\/strong><\/a>\u00a0se define para ser la suma de la\u00a0energ\u00eda interna<\/a>\u00a0E m\u00e1s el producto de la\u00a0presi\u00f3n p<\/a>\u00a0y\u00a0el volumen V<\/a>\u00a0.\u00a0En muchos an\u00e1lisis termodin\u00e1micos aparece la suma de la energ\u00eda interna U y el producto de la presi\u00f3n py el volumen V, por lo tanto, es conveniente dar a la combinaci\u00f3n un nombre,\u00a0entalp\u00eda<\/strong>\u00a0y un s\u00edmbolo distintivo, H.<\/p>\n

H = U + pV<\/strong><\/em><\/p>\n

Ver tambi\u00e9n:\u00a0entalp\u00eda<\/a><\/p>\n

La\u00a0primera ley de la termodin\u00e1mica<\/strong>\u00a0en t\u00e9rminos de\u00a0entalp\u00eda<\/strong>\u00a0nos muestra por qu\u00e9 los ingenieros usan la entalp\u00eda en ciclos termodin\u00e1micos (por ejemplo, el\u00a0ciclo de Brayton<\/strong>\u00a0o el\u00a0ciclo de Rankine<\/strong>\u00a0).<\/p>\n

La forma cl\u00e1sica de la ley es la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/p>\n

dU = dQ – dW<\/strong><\/em><\/p>\n

En esta ecuaci\u00f3n,\u00a0dW<\/strong>\u00a0es igual a\u00a0dW = pdV<\/strong>\u00a0y se conoce como el\u00a0trabajo l\u00edmite<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

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Como\u00a0<\/span>H = U + pV<\/span><\/em><\/strong>\u00a0, entonces\u00a0<\/span>dH = dU + pdV + Vdp<\/span><\/strong><\/em>\u00a0y sustituimos\u00a0<\/span>dU = dH – pdV – Vdp<\/span><\/strong><\/em>\u00a0en la forma cl\u00e1sica de la ley:<\/span>dH – pdV – Vdp = dQ – pdV<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n

Obtenemos la ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda:<\/span><\/p>\n

dH = dQ + Vdp<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

o<\/span><\/p>\n

dH = TdS + Vdp<\/span><\/em><\/strong><\/p>\n

En esta ecuaci\u00f3n, el t\u00e9rmino\u00a0<\/span>Vdp<\/span><\/strong><\/em>\u00a0es un\u00a0<\/span>proceso de flujo de trabajo.\u00a0<\/span><\/strong>Este trabajo, \u00a0\u00a0<\/span>Vdp<\/span><\/strong><\/em>\u00a0, se utiliza para\u00a0<\/span>sistemas de flujo abierto<\/span><\/strong>\u00a0como una\u00a0<\/span>turbina<\/span><\/strong>\u00a0o una\u00a0<\/span>bomba<\/span><\/strong>\u00a0en la que hay un\u00a0<\/span>“dp”<\/span><\/strong>\u00a0, es decir, un cambio de presi\u00f3n.\u00a0No hay cambios en el\u00a0<\/span>volumen de control<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Como puede verse, esta forma de ley\u00a0<\/span>simplifica la descripci\u00f3n de la transferencia de energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0<\/span>A presi\u00f3n constante<\/span><\/strong>\u00a0, el\u00a0<\/span>cambio de entalp\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0es igual a la\u00a0<\/span>energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0transferida del ambiente a trav\u00e9s del calentamiento:<\/span><\/p>\n

Proceso isob\u00e1rico (Vdp = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

dH = dQ \u00a0 \u00a0\u00a0\u00a0<\/span>\u2192<\/span>\u00a0\u00a0 \u00a0 \u00a0Q = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n

En una entrop\u00eda constante<\/span><\/strong>\u00a0, es decir, en un proceso isentr\u00f3pico, el\u00a0<\/span>cambio de entalp\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0es igual al\u00a0<\/span>trabajo del proceso de flujo<\/span><\/strong>\u00a0realizado en o por el sistema:<\/span><\/p>\n

Proceso isentr\u00f3pico (dQ = 0):<\/span><\/strong><\/p>\n

dH = Vdp\u00a0 \u00a0 \u00a0\u00a0<\/span>\u2192<\/span>\u00a0\u00a0 \u00a0 \u00a0W = H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n

Es obvio, ser\u00e1 muy \u00fatil en el an\u00e1lisis de los dos ciclos termodin\u00e1micos utilizados en la ingenier\u00eda de energ\u00eda, es decir, en el ciclo de Brayton y el ciclo de Rankine.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Ejemplo: primera ley de termodin\u00e1mica y ciclo de Brayton<\/span><\/h2>\n

Supongamos el\u00a0<\/span>ciclo Brayton ideal<\/span><\/strong>\u00a0que describe el funcionamiento de un\u00a0motor de calor a\u00a0<\/strong><\/span>presi\u00f3n constante<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0Los modernos<\/strong>\u00a0motores de\u00a0turbina de gas<\/strong>\u00a0y los motores de\u00a0inyecci\u00f3n de aire<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n siguen el ciclo de Brayton.\u00a0Este ciclo consta de cuatro procesos termodin\u00e1micos:<\/span><\/p>\n

    \n
  1. \n
    \"primera<\/a>
    El ciclo ideal de Brayton consiste en cuatro procesos termodin\u00e1micos.\u00a0Dos procesos isentr\u00f3picos y dos procesos isob\u00e1ricos.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

    Compresi\u00f3n isentr\u00f3pica<\/span><\/strong>\u00a0: el aire ambiente ingresa al compresor, donde se presuriza (1 \u2192 2).\u00a0El trabajo requerido para el compresor viene dado por\u00a0<\/span>W\u00a0<\/span><\/strong>C<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0.<\/span><\/strong><\/li>\n

  2. adici\u00f3n de calor isob\u00e1rico<\/span><\/strong>\u00a0: el aire comprimido pasa a trav\u00e9s de una c\u00e1mara de combusti\u00f3n, donde se quema el combustible y se calienta el aire u otro medio (2 \u2192 3).\u00a0Es un proceso de presi\u00f3n constante, ya que la c\u00e1mara est\u00e1 abierta para fluir hacia adentro y hacia afuera.\u00a0El calor neto agregado viene dado por\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span><\/strong>add<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong>3<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n
  3. Expansi\u00f3n isentr\u00f3pica<\/span><\/strong>\u00a0: el aire calentado y presurizado se expande en la turbina y entrega su energ\u00eda.\u00a0El trabajo realizado por la turbina viene dado por\u00a0<\/span>W\u00a0<\/span><\/strong>T<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong>4<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>3<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n
  4. rechazo de calor isob\u00e1rico<\/span><\/strong>\u00a0: el calor residual debe rechazarse para cerrar el ciclo.\u00a0El calor neto rechazado viene dado por\u00a0<\/span>Q\u00a0<\/span><\/strong>re<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= H\u00a0<\/span><\/strong>4<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0– H\u00a0<\/span><\/strong>1<\/span><\/sub><\/strong><\/li>\n<\/ol>\n

    Como se puede ver, podemos describir y calcular (por ejemplo, eficiencia termodin\u00e1mica) tales ciclos (de manera similar para el\u00a0<\/span>ciclo de Rankine<\/span><\/strong>\u00a0) usando\u00a0<\/span>entalp\u00edas<\/span><\/a>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

    <\/div>\n
    \n

    ……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

    Este art\u00edculo se basa en la traducci\u00f3n autom\u00e1tica del art\u00edculo original en ingl\u00e9s. Para m\u00e1s informaci\u00f3n vea el art\u00edculo en ingl\u00e9s. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducci\u00f3n, env\u00edela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducci\u00f3n en l\u00ednea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducci\u00f3n lo antes posible. Gracias.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    La primera ley de la termodin\u00e1mica en t\u00e9rminos de entalp\u00eda (dH = dQ + Vdp) nos muestra por qu\u00e9 los ingenieros usan la entalp\u00eda en ciclos termodin\u00e1micos (por ejemplo, ciclo de Brayton o ciclo de Rankine).\u00a0Ingenieria termal Primera ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda dH = dQ + Vdp La\u00a0entalp\u00eda\u00a0se define para ser la suma de … Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[16],"tags":[],"yoast_head":"\n\u00bfQu\u00e9 es la primera ley en t\u00e9rminos de entalp\u00eda? DH = dQ + Vdp - Definici\u00f3n<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La primera ley de la termodin\u00e1mica en t\u00e9rminos de entalp\u00eda (dH = dQ + Vdp) nos muestra por qu\u00e9 los ingenieros usan la entalp\u00eda en ciclos termodin\u00e1micos (por ejemplo, ciclo de Brayton o ciclo de Rankine). 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