Principios de Termodinámica Técnica y Componentes de Electrónica de Potencia

Fundamentos de Termodinámica y Clasificación de Sistemas

1. Diferencias entre Sistemas Termodinámicos

¿Cuál es la diferencia entre un sistema cerrado y un sistema aislado?

Respuesta: En un sistema cerrado, la masa no puede cruzar la frontera, pero la energía (en forma de calor o trabajo) sí puede hacerlo. En un sistema aislado, ni la masa ni la energía pueden cruzar la frontera bajo ninguna circunstancia.

2. Equilibrio Térmico

¿Cuál es la única condición necesaria para que dos sistemas estén en equilibrio térmico?

Respuesta: La única condición es que ambos sistemas tengan la misma temperatura. Si dos cuerpos tienen la misma lectura de temperatura, están en equilibrio térmico incluso si no están en contacto directo.

3. Propiedades del Sistema

¿Cuál es la diferencia entre las propiedades intensivas y extensivas?

Respuesta: Las propiedades extensivas dependen del tamaño o extensión del sistema, como la masa total, el volumen total y la cantidad de movimiento total. Las propiedades intensivas son aquellas independientes de la masa de un sistema, como la temperatura, la presión y la densidad.

4. Mecanismos de Transferencia de Energía

Cite los tres mecanismos de transferencia de energía:

Respuesta: Los tres mecanismos fundamentales son:

• Conducción
• Convección
• Radiación

Electrónica de Potencia Aplicada

Propiedades del Diodo de Carburo de Silicio (SiC)

Las principales características de estos dispositivos son:

• Alto voltaje de ruptura
• Conmutación ultra rápida
• Baja resistencia
• Excelentes propiedades térmicas

Inversores u Onduladores

¿A qué se denomina inversor u ondulador?

Se define como el dispositivo electrónico que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA).

Tipos de Diodos de Potencia

Los diodos de potencia pueden clasificarse en tres tipos principales:

1. Diodo Schottky
2. Diodo de recuperación rápida
3. Diodo de propósito general

Propiedades de las Sustancias y Cambios de Fase

Ecuación de Estado

Se denomina Ecuación de Estado a cualquier ecuación que relaciona la:

Respuesta: Presión, volumen específico y temperatura.

Fenómenos de Cambio de Fase

• Calor Latente: Es la cantidad de calor absorbida o liberada durante el proceso de cambio de fase.
• Líquido Saturado: Se refiere a un líquido que está a punto de evaporarse.
• Vapor Saturado: Es el vapor que está a punto de condensarse.
• Curva de saturación líquido-vapor: Es un gráfico que representa la Temperatura de saturación en función de la Presión de saturación.

Leyes de la Termodinámica y Análisis de Ciclos

Evaluación de Desempeño y Leyes Fundamentales

a. En una bomba de calor, para obtener el coeficiente de desempeño, la salida deseada es:
Respuesta correcta: i. La transferencia de calor al depósito de alta temperatura.

b. La curva de saturación líquido-vapor es un gráfico de:
Respuesta correcta: iv. Temperatura de saturación en función de la Presión de saturación.

c. El enunciado de Clausius de la Segunda Ley de la Termodinámica se aplica directamente a:
Respuesta correcta: iii. Refrigeradores (Nota: También se aplica a bombas de calor, pero clásicamente se asocia al ciclo de refrigeración).

d. El vapor que está a punto de condensarse se llama:
Respuesta correcta: ii. Vapor saturado.

e. El enunciado que dice "El calor agregado a un sistema que opera de manera cíclica es igual en magnitud al trabajo desarrollado por este" corresponde a:
Respuesta correcta: ii. La Primera Ley de la Termodinámica.

Energía, Trabajo y Presión

Conceptos de Energía y Flujo

• Calor específico: Es la energía requerida para elevar un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia.
• Proceso de flujo estacionario: Durante este proceso, las propiedades dentro del volumen de control no cambian con el tiempo.
• Trabajo de frontera: En un sistema de volumen constante, el trabajo de frontera es cero.

Mecanismos de Transferencia y Energía Total

Cite tres mecanismos de transferencia de energía:

• Transferencia de calor
• Transferencia de trabajo
• Flujo másico

¿Cuáles son las tres energías que componen la energía total de un sistema? (Desprecie los efectos magnéticos, eléctricos y de tensión superficial):

1. Energía cinética
2. Energía potencial
3. Energía interna

Definición de Presión Manométrica

¿Cuál es la definición de presión manométrica?

Es la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica local.