Introducció als sistemes termodinàmics, les variables associades i il·lustració amb alguns exemples del món real

1. Introducció als sistemes
termodinàmics
Conceptes bàsics i exemples
pràctics

2. Sistemes termodinàmics: quines
variables s’associen?
Calor
Temperatura
EntropiaVolum
EnergiaPressió
Massa

3. Què fa que un procés sigui
termodinàmic?
Calor
Temperatura
Volum
EnergiaPressió
Massa
Entropia
Si hi ha entropia associada
al procés, aquest és
termodinàmic
És una variable molt important del procés, que
relaciona les variacions d’energia i entropia

4. Sistema termodinàmic
● El sistema termodinàmic vendrà definit per:
– Un cert volum
– Les propietats de la substància o substàncies
que conté aquest volum (normalment fluids,
sobre tot gasos)
– Les propietats de la frontera que limita el
sistema.

5. Sistema termodinàmic
● Considerarem sistemes termodinàmics
discrets
● Volums amb propietats intensives
homogènies
– Temperatura, pressió, concentració...
– NO consideram variacions de propietats d'una
posició a l'altre dins del mateix sistema
– Excepció: quan analitzem la transmissió de calor

6. Sistema termodinàmic
● Segons com sigui la frontera del sistema tenim:
– Sistemes aïllats: no interactuen amb l'entorn
– Sistemes tancats: només poden intercanviar energia
amb l'entorn
– Sistemes oberts: poden intercanviar energia i
matèria amb l'entorn
● En el cas de sistemes oberts el volum que
defineix el sistema termodinàmic s'anomena
volum de control

7. Sistema tancat
La frontera només transfereix energia i no massa

8. Sistema obert
La frontera transfereix energia i massa

9. Estats i processos
● Si coneixem el valor de les propietats que
defineixen un sistema direm que
coneixem l'estat del sistema
● Quan les propietats canvien d'un estat a
un altre experimenta un procés
termodinàmic

10. Exemple de sistema tancat: Motor Stirling
Un motor que funciona només amb el calor de la mà!

11. Exemple de sistema obert:
Compressor / calderí
𝑚 𝑒
𝑚 𝑠
𝑄
𝑊
Entra treball i aire (a través de la
vàlvula d’entrada), i surt aire a
pressió.

12. Exemple de sist. obert: Turbofan
L’aire entra dins la turbina, és comprimit
fins que arriba a la càmara de
combustió, on s’afegeix l’energia (el
combustible), que fa que s’expansioni el
gas i faci moure la turbina (la qual, a la
vegada, fa que es mogui el compressor).

13. El motor de 4 temps: obert o tancat?
L’aire entra i surt, però es pot estudiar com a un sistema
tancat!