Programa de estudios de termodinámica GATE Section-XE-E
Programa del curso
Unidad 1: Conceptos básicos
Abordaje continuo y macroscópico
Sistemas termodinámicos (cerrados y abiertos)
Propiedades termodinámicas y equilibrio.
Estado de un sistema, postulado de estado para sustancias compresibles simples, diagramas de estado, caminos y procesos en diagramas de estado
Conceptos de calor y trabajo, diferentes modos de trabajo.
Ley cero de la termodinámica
Concepto de temperatura
Unidad 2: Primera ley de la termodinámica
Concepto de energía y diversas formas de energía.
Energía interna, entalpía
Calores específicos
Primera ley aplicada a procesos elementales, sistemas cerrados y volúmenes de control, análisis de flujo constante e inestable
Unidad 3: Segunda ley de la termodinámica
- Limitaciones de la primera ley de la termodinámica -
- Conceptos de motores térmicos y bombas de calor / refrigeradores
- Declaraciones de Kelvin-Planck y Clausius y su equivalencia
- Procesos reversibles e irreversibles
- Ciclo de Carnot y principios / teoremas de Carnot
- Escala de temperatura termodinámica
- Desigualdad de Clausius y concepto de entropía
- Interpretación microscópica de la entropía -
- El principio de aumento de entropía.
- Diagramas Ts
- Análisis de la segunda ley del volumen de control
- Disponibilidad e irreversibilidad
- Tercera ley de la termodinámica
Unidad 4: Propiedades de las sustancias puras
Propiedades termodinámicas de sustancias puras en fase sólida, líquida y vapor
Comportamiento P-vT de sustancias compresibles simples, regla de fase, tablas y gráficos de propiedades termodinámicas, gases ideales y reales, ecuación de estado de gas ideal y ecuación de estado de van der Waals
Ley de estados correspondientes, factor de compresibilidad y tabla de compresibilidad generalizada
Unidad 5: Relaciones termodinámicas
- Relaciones t-ds
- Funciones de Helmholtz y Gibbs
- Relaciones de Gibbs
- Relaciones de Maxwell
- Coeficiente de Joule-Thomson
- Coeficiente de expansión de volumen
- Compresibilidades adiabáticas e isotérmicas
- Ecuaciones de Clapeyron y Clapeyron-Clausius
Unidad 6: Ciclos termodinámicos
- Ciclo de vapor de Carnot
- Ciclo de Rankine ideal
- Ciclo de recalentamiento Rankine
- Ciclo Otto estándar de aire
- Ciclo diesel estándar de aire
- Ciclo Brayton estándar de aire
- Ciclo de refrigeración por compresión de vapor
Unidad 7: Mezclas de gases ideales
Leyes de Dalton y Amagat, propiedades de mezclas de gases ideales, mezclas de aire y vapor de agua y procesos termodinámicos simples que las involucran
Humedades específicas y relativas, punto de rocío y temperatura de bulbo húmedo, temperatura de saturación adiabática, gráfico psicrométrico
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