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Tablas Termodinámicas PUCP 1 Tablas y Gráicos de Termodinámica Uso Interno PUCP Lima - Perú 2006 Area de Energía Sección Ing. Mecánica M. HADZICH Tablas Termodinámicas PUCP 2 NOTA IMPORTANTE : Este documento es el anexo de Tablas y Gráicos necesarios para resolver los problemas del libro de Termodinámica indicado, en el cual se encuentran las direcciones de los autores de las tablas y grái- cos que se dan en este documento. M. Hadzich Todas las prácticas y Exámenes se darán solamente con estas Tablas y Gráicos, en el cual nodeberá haber nin- guna anotación adicional, a menos que el profesor lo indique. Los demás gráicos son de Tablas Termodinámicas PUCP - Tamashiro & Barrantes Tablas Termodinámicas PUCP 3 Indice Sistema Internacional de Unidades 4 Factores de Conversión 5 Software de conversión de Unidades 5 Presión - Altitud 6 Algunos valores curiosos de Potencia 7 Composición de Alimentos 8 Potencia promedio de artefactos eléctricos 9 Eiciencia Energética 9 Supericie P-v-T 10 Software libre de Termodinámica TEST 11 Gases Ideales 12 Constantes Críticas de Sustancias Puras 13 Valores de Puntos Críticos 14 Gases reales 15 Propiedades termodinámicas del H20 - Tabla de Temperaturas 16 Propiedades termodinámicas del H20 - Tabla de Presiones 18 Propiedades termodinámicas del H20 - Tabla de Vapor Sobrecalentado 20 Propiedades termodinámicas del H20 - Tabla de Líquido Comprimido 24 Propiedades termodinámicas del H20 - Tabla de Sólido-Vapor 25 Propiedades termodinámicas del R134 a - Tabla de Temperaturas 26 Propiedades termodinámicas del R134 a - Tabla de Presiones 27 Propiedades termodinámicas del R134 a - Tabla de Vapor Sobrecalentado 28 Propiedades termodinámicas del Amoníaco - Tabla de Temperaturas 30 Propiedades termodinámicas del Amoníaco - Tabla de Vapor Sobrecalentado 32 Propiedades termodinámicas del R-12 - Tabla de Temperaturas 34 Propiedades termodinámicas del R-12- Tabla de Vapor Sobrecalentado 36 Resumen Primera Ley de Termodinámica 37 Ciclos 38 Formulario 39 Las Tablas Termodinámicas son del libro: VAN WYLEN, Gordon / SONNTAG, Richard FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA. Versión SI. Ed John Willey Tablas Termodinámicas PUCP 4 Sistema Internacional de Unidades SI Nota importante : Todas las fórmulas funcionan sólo con grados KELVIN !!!!...(o sea temperatura absoluta) y también con PRESIONES ABSOLU- TAS !!! VADAS MBRE UNIDAD BOLO OBSERVACION g m/s2 N m = J /s N /m2 F = m a W = F d Pot = W/t P = F / A Tablas Termodinámicas PUCP 5 PREFIJOS SI Prefijo Símbolo Factor Equivalente yotta zetta exa peta tera giga mega kilo hecto deca deci centi mili micro nano pico femto atto zepto yocto Y Z E P T G M k h da d c m µ η ρ f a z y 10 24 10 21 10 18 10 15 10 12 10 9 10 6 10 3 10 2 10 10 -1 10 -2 10 -3 10 -6 10 -9 10 -12 10 -15 10 -18 10 -21 10 -24 1 000 000 000 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 1 000 000 000 1 000 000 1 000 1 00 1 0 0, 1 0, 01 0, 001 0, 000 001 0, 000 000 001 0, 000 000 000 001 0, 000 000 000 000 001 0, 000 000 000 000 000 001 0, 000 000 000 000 000 000 001 0, 000 000 000 000 000 000 000 001 Software para Factores de Conversión de Unidades Factores de Conversión www.thermoluids.net http://freecalc.net/calculate.asp?user=5866 Video Escalas http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/scienceopticsu/powersof10/index. T ab las T e rm od inám icas PU C P 6 Pre sión vs A ltitud www.physicalgeograic.net www.atmosphere.mpg.de Tablas Termodinámicas PUCP 7 Algunos valores curiosos de potencia Tablas Termodinámicas PUCP 8 COMPOSICION DE ALIMENTOS COMUNMENTE USADOS EN EL PERU Contenido en 100 gr. de la parte comestible Fuente : Oficina de Supervisión de Cafeterías PUCP NOMBRE kcal Lomo 113 Corazón 110 Carne seca 276 Hígado 134 Vaca Panza - mondongo 90 Cabeza 111 Carne 253 Corazón 239 Carnero Pata 109 Carne 216 Chicharrones 598 Jamón del país 303 Cerdo Tocino 631 Pato Carne 326 Pavo Carne 268 Cabrito Carne 165 Pollo 170 Pierna 120 Gallina Pechuga 96 Atún (conserva) 160 Cojinova 87 Corvina 100 Calamar 78 Camarón 86 Choros 40 Paiche 252 Mero 86 Pulpo 56 PESCADO Y MARISCO Trucha 82 Leche materna 67 Leche evaporada 137 Queso fresco 173 LECHE Y DERIVA- DOS Queso mantecoso 299 Aceite 900 Aceite vegetal 898 ACEITE Y GRASAS Mantequilla 756 Tortuga 229 Gallina 148 HUEVOS Pato 195 Arroz 345 Cebada 314 Fideos 360 Galletas 440 Harina trigo 301 Maíz 345 Pan francés 314 CEREAL Choclo 129 Arvejas 351 Garbanzos 364 Habas 359 Pallares 329 LEGUMI NOSAS Frejol 337 Camote 116 Olluco 62 Papa 100 Papa seca 322 TALLOS Y RAICES Yuca 162 Acelgas 27 Cebolla 32 Col 24 Espárrago 23 Lechuga 13 Tomate 19 Vainitas 37 Zanahoria 41 VERDU- RAS Zapallo 20 Aceitunas 298 Ciruelas 109 Coco 272 Chirimoya 87 Fresas 48 Higos negros 76 Limón 30 Lúcuma 99 Mandarina 38 Mango 60 Manzana 56 Naranja 44 Palta 151 Papaya 32 Pasas 241 Pera 35 Plátano 91 Plátano verde 154 Piña 38 Sandía 24 Uva blanca 43 Uva negra 67 Lima 27 FRUTAS Tuna 58 Azúcar blanca 396 AZUCAR Miel 306 Almendras 547 Castañas 296 Maní tostado 566 Nuez 664 ALMEN DRAS Y NUECES Pecanas 696 Café 2 Té 2 Cerveza 36 Chicha de jora 51 Chicha morada 34 Chocolate 248 MISCE- LANEA Mermelada 278 Tablas Termodinámicas PUCP 9 EQUIPOS Corriente Alterna AC Potencia (W) Batidora 350 Cafetera 1200 Cocina eléctrica 7000 Computadora 100 Congelador 450 Ducha eléctrica 4000 Equipo de sonido 50 Foco de habitacion 100 Horno microondas 1000 Jarra eléctrica 1000 Lavadora 500 Lavadora platos 1200 Licuadora 300 Lustradora 300 Nintendo 20 Olla arrocera 1000 Plancha 1000 Radio 75 Refrigerador 200 Secadora de pelo 1200 Secadora de ropa 5000 Televisor color 19” 150 Terma 2000 Terma 200 lt 5000 Tostadora 1190 TV+vhs+eq.- stand by 10 Waflera 700 Potencia promedio de equipos eléctricos Los equipos de corriente continua CC se pueden usar directamente con baterías o pilas, mientras los equipos de corriente alterna AC tienen que utilizar la red eléc- trica (110 V ó 220 V)...o usar un inversor de CC a AC. Generación de Electricidad Eficiencia Energética (Rendimiento) Central Hidroeléctrica Central Termoeléctrica Central Eólica Central Nuclear Central Térmica Solar Paneles solares fotovoltaicos (baja potencia) >90% 30-40% >40% 30% 20% 15-25% 100×= consumida Potencia dadesarrolla Potencia Eficiencia Máquina Eficiencia energética (Rendimiento) Motor de gasolina de auto Cohete espacial Locomotora a vapor Motor a reacción Locomotora diesel Locomotora eléctrica Aerogenerador Tren de levitación magnética Bicicleta Generador y motor eléctrico 15% >15% 15% 20% 35% 35% >40% >60% 90% >95% Eiciencia Energética Tablas Termodinámicas PUCP 10 Supericie P-v-T Tablas Termodinámicas PUCP 11 www.thermoluids.net Software libre de Termodinámica Tablas Termodinámicas PUCP 12 Gases Ideales Tablas Termodinámicas PUCP 13 Las tablas Termodinámicas son del libro: VAN WYLEN, Gordon / SONNTAG, Richard FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA. Versión SI. Ed John Willey Constantes Críticas de Sustancias Puras Tablas Termodinámicas PUCP 14 Constante Críticas - Valores del Punto Crítico T ab las T e rm od inám icas PU C P 15 G ases R eales Las tablasTermodinámicas son del libro: VAN WYLEN, Gordon / SONNTAG, Richard FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA. Versión SI. Ed John Willey Tablas Termodinámicas PUCP 16 H20 Las tablas Termodinámicas son del libro: VAN WYLEN, Gordon / SONNTAG, Richard FUNDAMENTOS DE TERMODINAMICA. Versión SI. Ed John Willey Tablas Termodinámicas PUCP 17 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 18 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 19 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 20 20 H20 20 Tablas Termodinámicas PUCP 21 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 22 22 H20 22 Tablas Termodinámicas PUCP 23 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 24 24 H20 24 Tablas Termodinámicas PUCP 25 H20 Tablas Termodinámicas PUCP 26 26 R-134 a 26 Tablas Termodinámicas PUCP 27 R-134 a Tablas Termodinámicas PUCP 28 28 R-134 a 28 Tablas Termodinámicas PUCP 29 R-134 a Tablas Termodinámicas PUCP 30 30 Amoníaco 30 Tablas Termodinámicas PUCP 31 Amoníaco Tablas Termodinámicas PUCP 32 32 Amoníaco 32 Tablas Termodinámicas PUCP 33 Amoníaco Tablas Termodinámicas PUCP 34 34 R-12 34 Tablas Termodinámicas PUCP 35 R-12 Tablas Termodinámicas PUCP 36 36 R-12 36 Tablas Termodinámicas PUCP 37 SISTEMA CERRADO ∫+−= +−= == +−= − −− −− 2 1 12)21( )21(V12)21( 12 )21(V1122)21( PdVUUQ W)uu(mQ mmm W)umum(Q SISTEMA ABIERTO )hh(mW o)(adiabátic0 Q mm 0EE :siempre Casi W)hgz 2 c (m)hgz 2 c (mQ 212)-t(1 21PK )21(V22 2 2 211 2 1 1)21( −= ==≈∆≈∆ +++=+++ −− SISTEMA CERRADO-ABIERTO tablas) deu (h, :Pura Sustancia PdvTcTc Tcu Tch :Ideal Gas PdVW0 Q 0E mmm W)umum()gz 2 c h(mQ 2 1 2veP v ePe 2 1 2)-V(1Pe12 V1122e 2 e ee ∫ ∫ += = = ==∆≈∆=− +−=+++ INTERCAMBIADOR DE CALOR )21()43(d d )21()43( 12c2)-(1 4f3f4)-(3 4f2c3f1c PK QQQ :adiabáticoes no Si 0Q :adiabáticoes Si QQ )hh(mQ :A-A Para hmhmQ .-)-.-.-.- ( VC otro Para hmhmhmhm 0E 0E Adiabático −− −− −= = = −= =+ +=+ ≈∆≈∆ Resumen Primera Ley de Termodinàmica Tablas Termodinámicas PUCP 38 38 CICLOS Cuando regresa otra vez al estado inicial y se puede repetir indeinidamente. En un ciclo termodinámico se cumple: Ciclo Positivo: sentido horario. Ejemplo: Máquinas Térmicas o Motores. Ciclo Negativo: sentido antihorario. Ejemplo: Máquinas Refrigeradoras. dosuministraA t th Q total Trabajo Q W == ∑h total Trabajo Q W Q COP dosuministra t B )(th ===−h )VP(AWWQ TV −=== ∑∑ ∑ Rendimiento Térmico Coeiciente de Performance = COP 38 Tablas Termodinámicas PUCP 39 SUSTANCIA PURA: Pvuh += xvvvv xvvv fgf fgf )( )( −+= += xhhhh xhhh fgf fgf )( )( −+= += xuuuu xuuu fgf fgf )( )( −+= += xssss xsss fgf fgf )( )( −+= += Ecuación de Poisson: 1 2 1 1 1 2 1 2 −− = = n n n v v P P T T 0 : 2 1 2 1 ≅∆≅∆ − = ∫ ∫ PK EE Si Pdv vdP n Otras ecuaciones para Gases Ideales: TCh p= TCu v= GASES REALES: Pv = zRT c r T T T = c r P P P = c r v v v = TRABAJO DE CAMBIO DE VOLUMEN: Proceso Isobárico: - Sustancia Pura: ( )12)21( vvmPWV −=− - Gases Ideales: ( ) ( )1212)21( TTmRvvmPWV −=−=− Proceso Isocórico: no hay trabajo de cambio de volumen. Proceso Isotérmico: - Sustancia Pura: ( )vPV AmW −− =)21( - Gases Ideales: =− 1 2 )21( v v LnmRTWV Proceso Politrópico: - Sustancia Pura: n vPvPm n VPVP WV − −=− −=− 1 )( 1 11221122 )21( GASES IDEALES: Ecuación de los Gases Ideales: Pv = RT o PV = mRT R =Cp - Cv v p C C k = FORMULARIO Tablas Termodinámicas PUCP 40 40 - Gases Ideales: ( ) n TTmR n VPVP WV − −=− −=− 11 121122)21( Proceso Adiabático: (n=k) )21(V)21( W 1k nk Q −− − −= PRIMERA LEY: ∑∑∑∑ ++++−=+++ VCssssvceeee WgzchmumumgzchmQ ) 2 ()() 2 ( 2 1122 2 VC: VOLUMEN DE CONTROL Sistemas Cerrados: ∫∫ ∫∫ −−=+−= −−=+−= − − 2 1 1 2 1 21221 2 1 2 1 121221 vdP)hh(Pdv)uu(q VdP)hh(mPdV)uu(mQ Sistemas Abierto: (FEES) )21(2 2 2 221 2 1 1121 ) 2 () 2 ( −− +++=+++ tWgzchmgzchmQ (ESE) )21(12 2 1 2 2 2 1 )( 2 −+−+ −=− ∫ twzzgccvdP (ETE) Sistemas Cerrado-Abierto: (FEUS) )21(1122 22 21 )() 2 () 2 ( −− +−++++=+++ WumumgzchmgzchmQ sssseeee OTRAS FORMULAS: Bomba: (Líquido Incompresible: v1 = v2) ( )12112 PPvhh ff −+= Continuidad: ρAcVρ v V m ρcdAρdV t VC SC === =+∂ ∂ ∫ ∫ 0 Rendimiento Térmico: )(+== ∑ Q W Q W sum total thh Coeficiente de Performance: ∑+== WQWQCOP totalsum )( 40 Tablas Termodinámicas PUCP 41 SEGUNDA LEY CICLO CARNOT Kelvin – Planck: ) T dQ (dS ≥ BA B A B C TT T COP T T 1 −= −=h Clausius: 0 T dQ ≤∫ (=) Ciclo Reversible (<) Ciclo Irreversible. RENDIMIENTOS Rendimiento Mecánico: i m w T w h ×= Rendimiento del Generador: w h × ×= T IV gen Rendimiento de la Caldera: PCm Q c abs cal ×= h Rendimiento de la Planta: calgenmthPlanta hhhhh ×××= ENTROPÍAS 0S :adiabáticoes Si , T dQ S 0 S )SS(S dQPdVdUTdS smS amb o amb amb ambsis12T =∆=∆ ≥∆+−=∆ =+= ×= Cambio de Entropía: Sustancia Pura: )ss(xss fgf −+= Gas Ideal: − =− + =− 1 2 1 2 P12 1 2 1 2 v12 P P lnR T T lncss v v lnR T T lncss Tablas Termodinámicas PUCP 42 RENDIMIENTO ISOENTROPICO wdqdqTds += Gas Ideal: TCh P= Máquinas Propulsoras: (Turbina) ′− −== 21 21 )ideal(t )real(t st hh hh w w h Máquinas Propulsadas:(Compresor) 12 12 )real(t )ideal(t st hh hh w w − −′== h MOTORES Relación de compresión: 2 1 m cm K V V V VV =+=p Consumo específico de combustible: t c e w m g = Potencia Técnica: Z 60 RPM T 2 wmW iat ××××= Factor de Diagrama: tDi wfw ×= Otras fórmulas: c i 2 c 1a11 V w PmiPme L 4 D V RTmVP == ×Π= = CICLO OTTO: 1k k OTTO 1 1 −−= p h CICLO DIESEL: − −−= − )1(k 11 1 a k a 1k k DIESEL p p p h AIRE ACONDICIONADO: w1asAH asvasAH w1 w1asAH hmH )w1(mmmm )w1(vv vmV + + + ×= +=+= += ×= a v g v g v m m m m p p = == w f gh gh sat a g vo v PP P622.0 P P 622.0 PP P 622.0 −= =−= w f w fhgs )fhghsatbsbhPa 1 hh hh()TT(C − −+−= ww
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