Conceptos Fundamentales de Termodinámica y Propiedades de los Fluidos

Fundamentos de Termodinámica

• Termodinámica: Ciencia que estudia las transformaciones de energía y los cambios de propiedades de los fluidos del sistema.
• Energía: Fenómeno físico que puede producir un beneficio para el hombre.

Sustancias y Estados de la Materia

• Sustancia: Materia que puede estar representada en las tres fases conocidas.
• Fases: Formas de representación de la materia.
• Fluido: Sustancia representada en forma de líquido o vapor.
• Sustancia pura: Sustancia físicamente homogénea y fija en su composición química.
• Mezcla: Conjunto de sustancias puras, cuya fórmula química depende de la cantidad de masa que posee cada una.

Sistemas Termodinámicos

• Sistema: Cantidad de fluido confinado que se selecciona para efectuarle un análisis termodinámico.
• Alrededores: Fluido ajeno al fluido confinado del sistema.
• Fronteras: Paredes reales que separan al fluido confinado de sus alrededores.
• Sistema cerrado: Sistema que no tiene transferencia de masa de fluido con sus alrededores.
• Sistema abierto: Sistema que tiene transferencias de masa de fluido con sus alrededores.

Propiedades y Procesos

• Propiedad: Característica propia del fluido del sistema que no depende de su masa.
• Estado: Se determina por la fase y los valores de todas las propiedades del fluido del sistema.
• Proceso: Acción sobre el fluido del sistema que lo hace cambiar de estado.
• Proceso estable: Donde cada estado del fluido del sistema permanece constante con el tiempo.
• Proceso transitorio: Donde cada estado del fluido del sistema cambia con el tiempo.
• Trayectoria: Conjunto de estados que recorre el fluido del sistema al ocurrir un proceso.
• Temperatura: Propiedad específica del fluido del sistema que depende de la vibración de sus moléculas.
• Isotérmico: Característica de un proceso básico que implica que la temperatura del fluido del sistema permanece constante.
• Isobárico: Característica de un proceso básico que implica que la presión del fluido del sistema permanece constante.

Propiedades de los Fluidos

• Volumen específico: Propiedad específica del fluido del sistema que relaciona el volumen ocupado por sus moléculas entre la masa de las mismas; es un volumen unitario.
• Densidad: Propiedad específica del fluido del sistema que relaciona la fuerza uniforme que ejercen sus moléculas sobre el área superficial que lo soporta; es una fuerza unitaria.

Medición de Presión

• Presión atmosférica: Propiedad específica del aire atmosférico que relaciona la fuerza que ejerce verticalmente la masa contenida en la columna atmosférica, debido a la gravedad sobre el área de la superficie que lo soporta.
• Barógrafo: Instrumento de medición de presión atmosférica para cualquier localidad, diseñado calibrando una báscula al vacío.
• Barómetro: Instrumento de medición de presión barométrica para cualquier localidad.
• Presión absoluta: Presión real del fluido confinado en un recipiente o ducto; puede ser menor, igual o mayor que la atmosférica.
• Presión manométrica: Presión relativa del fluido confinado por arriba de la presión atmosférica.
• Presión de vacío: Presión relativa del fluido confinado por debajo de la presión atmosférica.
• Tubo Bourdon: Instrumento de medición de presión relativa donde se emplea un tubo delgado y doblado en forma de semiespiral que se flexiona por la diferencia de presiones absolutas.
• Tubo en U: Instrumento de medición de presión relativa donde se emplea un líquido contenido en un tubo vertical en forma de U, el cual se desplaza por la diferencia de las presiones absolutas.