Incluye índice alfabético

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN Y CONCEPTOS BÁSICOS
1-1 termodinámica y energía
Áreas de aplicación de la termodinámica
1-2 importancia de las dimensiones y unidades
Algunas unidades SI en inglesas
Homogeneidad dimensional
Relaciones de conversión de unidades
1-3 sistemas y volúmenes de control
1-4 propiedades de un sistema
Continuo
1-5 densidad y densidad relativa
1-6 estado y equilibrio
Postulado de estado
1-7 procesos y ciclos
Proceso de flujo de estable
1-8 temperatura y ley cero de la termodinámica
Escalas de temperatura
Escalas de temperatura internacional de 1990 (ITS-90)
1-9 Presión
Variación de la presión con la profundidad
1-10 Dispositivos para la medición de la presión
Barómetro
Manómetro
Otros dispositivos de medición de presión
1-11 técnica para resolver problemas
Paso 1: enunciado del problema
Paso 2: esquema
Paso 3: suposiciones y aproximaciones
Paso 4: leyes físicas
Paso 5: propiedades
Paso 6: cálculos
Paso 7: razonamiento, comprobación y análisis
Paquetes de software de ingeniería
Soluciones de ecuaciones
Observación acerca de los dígitos significativos
CAPÍTULO 2. ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA Y ANÁLISIS GENERAL DE ENERGÍA
2-1 Introducción
2-2 formas de energía
Algunas consideraciones físicas en relación con la energía interna
Mas sobre energía nuclear
Energía mecánica
2-3 transferencia de energía por calor
Antecedentes históricos sobre el calor
2-4 transferencia de energía por trabajo
Trabajo eléctrico
2-5 formas mecánicas del trabajo
Trabajo de flecha
Trabajo de resorte
Trabajo hecho sobre barras sólidas elásticas
Trabajo relacionado con el estiramiento de una película liquida
Trabajo hecho para elevar o acelerar un cuerpo
Formas no mecánicas del trabajo
2-6 la primera ley de la termodinámica
Balance de energía
Cambio de energía de un sistema, AEsistema
Mecanismo de transferencia de energía, Eentrada y Esalida
2-7 Eficiencia en la conversión de energía
Eficiencia de dispositivos mecánicos y electrónicos
2-8 energía y ambiente
Ozono y esmog
Lluvia acida
Efecto invernadero: calentamiento global y cambio climático
Temas de interés especial: mecanicismo de transferencia de calor
CAPÍTULO 3. PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
3-1 sustancia pura
3-2 fases de una sustancia pura
3-3 procesos de cambio de fase en sustancias puras
Liquido comprimido y liquido saturado
Vapor saturado y vapor sobrecalentado
Temperatura de saturación y presión de saturación
Algunas consecuencias de la dependencia de Tsat y Psat
3-4 diagramas de propiedades para procesos de cambio de fase
1 diagrama T-v
2 diagrama P-v
Ampliación de los diagramas para incluir la fase sólida
3 diagrama P-T
Superficie P-v-T
3-5 tablas de propiedades
Entalpía: una propiedad de combinación
1 a Estados de líquido saturado y de vapor saturado
1 b mezcla saturada de líquido-vapor
2 Vapor sobrecalentado
3 Líquido comprimido
Estado de referencia y valores de referencia
3-6 ecuación de estado de gas ideal
¿El vapor de agua es un gas ideal?
3-7 factor de compresibilidad, una medida de la desviación del comportamiento de gas ideal
3-8 otras ecuaciones de estado
Ecuación de estado de Van der Waals
Ecuación de estado de Beattie-Bridgeman
Ecuación de estado de Benedict-Webb-Rubin
Ecuación de estado virial
Temas de interés especial: presión de vapor y equilibrio de fases
CAPÍTULO 4. ANÁLISIS DE ENERGÍA DE SISTEMAS CERRADOS
4-1 trabajo de frontera móvil
Proceso politrópico
4-2 balance de energía para sistemas cerrados
4-3 calores específicos
4-4 energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales
Relaciones de calores específicos de gases ideales
4-5 energía interna, entalpía y calores específicos de sólidos y líquidos
Cambios de energía interna
Cambios de entalpía
Temas de interés especial: aspectos termodinámicos de los sistemas biológicos
CAPÍTULO 5. ANÁLISIS DE MASA Y ENERGÍA DE VOLÚMENES DE CONTROL
5-1 conservación de la masa
Flujo másico y volumétrico
Principio de conservación de la masa
Balance de masa para procesos de flujo estable
Caso especial: flujo incomprensible
5-2 trabajo de fuljo y energía de un fluido en movimiento
Energía total de un fluido en movimiento
Energía transportada por la masa
5-3 Análisis de energía de sistemas de flujo estable
5-4 algunos dispositivos de ingeniería de flujo estable
1 toberas y difusores
2 Turbinas y compresores
3 Válvulas de estrangulamiento
4a cámaras de mezclado
4b intercambiadores de calor
5 flujo en tuberías y ductos
5-5 análisis de procesos de flujo inestable
Temas de interés especial: ecuación general de energía
CAPÍTULO 6. LA SEGUNDA LEY DE TERMODINÁMICA
6-1 introducción a la segunda ley
6-2 depósitos de energía térmica
6-3 máquinas térmicas
Eficiencia térmica
¿Es posible ahorrar Qsalida?
La segunda ley de termodinámica: enunciado de kelvin-Plank
6-4 Refrigeradores y bombas de calor
Coeficiente de desempeño
Bombas de calor
Desempeño de refrigeradores, acondicionadores de aire y bombas de calor
La segunda ley de la termodinámica: enunciado de Clausius
Equivalencia de los dos enunciados
6-5 máquinas de movimiento perpetuo
6-6 procesos reversibles e irreversibles
irreversibilidades
Procesos internamente y externamente reversibles
6-7 el ciclo de Carnot
Ciclo de Carnot inverso
6-8 principios de Carnot
6-9 escala termodinámica de temperatura
6-10 la maquina térmica de Carnot
Calidad de la energía
Cantidad contra calidad en la vida diaria
6-11 el refrigerador de Carnot y la bomba de calor
Temas de interés especial: refrigeradores domésticos
CAPÍTULO 7. ENTROPÍA
7-1 Entropía
Caso especial: procesos isométricos de transferencia de calor internamente reversibles
7-2 el principio del incremento de entropía
Algunos comentarios sobre la entropía
7-3 cambio de entropía de sustancias puras
7-4 procesos isentrópicos
7-5 diagramas de propiedades que involucran a la entropía
7-6 ¿Qué es la entropía?
La entropía y la generación en la vida diaria
7-7 las relaciones T ds
7-8 cambio de entropía de líquidos y sólidos
7-9 cambio de entropía de gases ideales
Calores específicos constantes (análisis aproximado)
Calores específicos variables (análisis exacto)
Proceso isentrópico de gases ideales
Calores específicos constantes (análisis aproximado)
Calores específicos variables (análisis exacto)
Presión relativa y volumen especifico relativo
7-10 trabajo reversible en flujo estacionario
Demostración de que los dispositivos de flujo estable entregan el máximo trabajo y consumen el mínimo cuando el proceso es reversible
7-11 minimización del trabajo del compresor
Compresión por etapas múltiples con interenfriamiento
7-12 eficiencias isentrópicas de dispositivos de flujo estable
Eficiencia isentrópica de turbinas
Eficiencias isentrópicas de compresores y bombas
Eficiencia isentrópica de toberas
7-13 balance de entropía
Cambio de entropía de un sistema, AS sistema
Mecanismos de transferencia de entropía, Sentrada y Ssalida
1 transferencia de calor
2 flujo másico
Generación de entropía, Sgen
Sistemas cerrados
Generación de entropía asociada con un proceso de trasferencia de calor
Temas de interés especial: reducción del costo del aire acondicionado
CAPÍTULO 8. EXERGÍA
8-1 exergía. Potencial de trabajo de la energía
Exergía (potencial de trabajo) asociado con la energía cinética y potencial
8-2 trabajo reversible e irreversibilidad
8-3 eficiencia de a segunda ley, nII
8-4 cambio de exergía de un sistema
Exergía de una masa fija: exergía sin flujo (o de sistema cerrado)
Exergía de una corriente de fluido exergía de flujo (o corriente)
8-5 transferencia de exergía por calor, trabajo y masa
transferencia de exergía por calor, Q
transferencia de exergía por trabajo, W
transferencia de exergía por masa m
8-6 principio de disminución de exergía y destrucción de exergía
Destrucción de exergía
8-7 balance de exergía: sistemas cerrados
8-8 balance de exergía: volúmenes de control
Balance de exergía para sistemas de flujo estable
Trabajo reversible, Wrev
Eficiencia de la segunda ley de dispositivos de flujo estable, nII
Temas de interés especial: aspectos cotidianos de la segunda ley
CAPÍTULO 9. CICLOS DE POTENCIA DE GAS
9-1 consideraciones básicas para el análisis de los ciclos de potencia
9-2 el ciclo de Carnot y su valor en ingeniería
9-3 suposiciones de aire estándar
9-4 breve panorama de las maquinas reciprocantes
9-5 ciclo de Otto: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por chispa
9-6 ciclo diesel: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por comprensión
9-7 ciclos Stirling y Ericsson
9-8 ciclo Brayton. El ciclo ideal para los motores de turbina de gas
Desarrollo de las turbinas de gas
Desviación de los ciclos reales de turbina de gas en comparación con los idealizados
9-9 ciclo Brayton con regeneración
9-10 ciclo Brayton con interenfriamiento, recalentamiento y regeneración
9-11 ciclos ideales de propulsión por reacción
Modificaciones para motores de turborreactor
9-12 análisis de la segunda ley de ciclos de potencial de gas
Temas de interés especial. Ahorro de combustible y dinero al manejar con sensatez
CAPÍTULO 10. CICLOS DE POTENCIA DE VAPOR Y COMBINADOS
10-1 el ciclo de vapor de Carnot
10-2 ciclo Rankine: el ciclo ideal para los ciclos de potencia de vapor
Análisis de energía del ciclo Rankine ideal
10-3 desviación de los ciclos de potencia de vapor reales respecto de los idealizados
10-4 ¿Cómo incrementar la eficiencia del ciclo Rankine?
Reducción de la presión del condensador (reducción Tbaja+prom)
Sobrecalentamiento del vapor a altas temperaturas (incremento Talta,prom)
Incremento de la presión de la caldera (incremento Talta,prom)
10-5 el ciclo Rankine ideal con recalentamiento
10-6 el ciclo Rankine ideal regenerativo
Calentadores abiertos de agua de alimentación
Calentadores cerrados de agua de alimentación
10-7 análisis de la segunda ley en ciclos de potencia de vapor
10-8 cogeneración
10-9 ciclos de potencia combinados de gas y vapor
Temas de interés especial: ciclos binarios de vapor
CAPÍTULO 11. CICLOS DE REFRIGERACIÓN
11-1 refrigeradores y bombas de calor
11-2 el ciclo invertido de Carnot
11-3 el ciclo ideal de refrigeración por comprensión de vapor
11-4 ciclo real de refrigeración por comprensión de vapor
11-5 Análisis de la segunda ley del ciclo de refrigeración por compresión de vapor
11-6 selección del refrigerante adecuado
11-7 sistemas de bombas de calor
11-8 sistemas innovadores de refrigeración por comprensión de vapor
Sistemas de refrigeración en cascada
Sistemas de refrigeración por comprensión de múltiples etapas
Sistemas de refrigeración de propósito múltiple con un solo compresor
Licuefacción de gases
11-9 ciclos de refrigeración de gas
11-10 sistemas de refrigeración por absorción
Temas de interés especial: generación de potencia termodinámica y sistemas de refrigeración
CAPÍTULO 12. RELACIONES DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS
12-1 Un poco de matemáticas. Derivadas parciales y relaciones asociadas
Diferenciales parciales
Relaciones de derivadas parciales
12-2 relaciones de Maxwell
12-3 la ecuación de Clapeyron
12-4 relaciones generales para du,dh,ds, cv y cp
Cambios en la energía interna
Cambios de entalpía
Cambios de entropía
Calores específicos cv y cp
12-5 el coeficiente Joule-Thomson
12-6 las AH, Au y As de gases reales
Cambios en la entalpía de gases reales
Cambios de energía interna de gases ideales
Cambios de entropía de gases reales
CAPÍTULO 13. MEZCLAS DE GASES
13-1 composición de una mezcla de gases: fracciones molares y de mezcla
13-2 comportamiento P-v-T de mezclas de gases: gases ideales y reales
Mezclas de gases ideales
Mezclas de gases reales
13-3 propiedades de mezclas de gases: Mezclas de gases y reales
Mezclas de gases ideales
Mezclas de gases reales
Temas de interés especial: potencial químico y el trabajo de separación de mezclas
CAPÍTULO 14. MEZCLAS DE GAS-VAPOR Y ACONDICIONAMIENTO DE AIRE
14-1 aire seco y aire atmosférico
14-2- humedad especifica y relativa del aire
14-3 temperatura de punto de rocío
14-4 temperatura de saturación adiabática y el bulbo húmedo
14-5 la carta psicométrica
14-6 comodidad humana y acondicionamiento de aire
14-7 procesos de acondicionamiento de aire
Calentamiento y enfriamiento simple (a=constante)
Calentamiento con humidificación
Enfriamiento con deshumidificación
Enfriamiento evaporativo
Mezclado adiabático de flujos de aire
Torres de enfriamiento húmedo
CAPÍTULO 15. REACCIONES QUÍMICAS
15-1 combustibles y combustión
15-2 procesos de combustión teórica y real
15-3 entalpía de formación y entalpía de combustión
15-4 análisis de la primera ley de sistemas reactivos
Sistemas de flujo estable
Sistemas cerrados
15-5 temperatura de flama adiabática
15-6 cambio de entropía de sistemas reactivos
15-7 análisis de segunda ley de sistemas reactivos
Temas de interés especial: celdas de combustible
CAPÍTULO 16. EQUILIBRIO Y DE FASE
16-1 criterio para el equilibrio químico
16-2 la constante de equilibrio para mezclas de gases ideales
16-3 algunas observaciones respecto a la Kp de las mezclas de gases ideales
16-4 equilibrio químico para reacciones simultaneas
16-5 variación de Kp con la temperatura
16-6 equilibrio de fase
Equilibrio de fase para un sistema de un solo componente
La regla de la fase
Equilibrio de fase para un sistema de multicomponente
CAPÍTULO 17. FLUJO COMPRENSIBLE
17-1 propiedades de estancamiento
17-2 velocidad del sonido y numero de Mach
17-3 flujo isentrópico en una dimensión
Variación de la velocidad del fluido con el área de flujo
Relaciones de propiedades para el flujo isentrópico de gases ideales
17-4 flujo isentrópico a través de toberas aceleradoras
Toberas convergentes
Toberas convergentes-divergentes
17-5 ondas de choque y ondas de expansión
Choques normales
Choques oblicuos
Ondas expansivas de Prantl-Meyer
17-6 flujo en un ducto con transferencia de calor y con fricción insignificante (flujo de Rayleigh)
Relaciones de propiedades para flujos de Rayleigh
Flujo de Rayleigh estrangulado
1-7 toberas de vapor de agua
CAPÍTULO 18 8CAPÍTULO EN LA WEB)
APÉNDICE
Tablas de propiedades. Figuras y diagramas (unidades SI)
Tabla A-1 Masa molar, constante de gas y propiedades del punto crítico
Tabla A-2 calores específicos de gas ideal de varios gases comunes
Tabla A-3 propiedades de líquidos, sólidos y alimentos comunes
Tabla A-4 agua saturada. Tablas de temperaturas
Tabla A-5 agua saturada. Tablas de presiones
Tabla A-6 vapor de agua sobrecalentado
Tabla A-7 agua líquida comprimida
Tabla A-8 hielo saturado. Vapor de agua
Tabla A-9 diagrama T-s para el agua
Tabla A-10 diagrama de Mollier para el agua
Tabla A-11 refrigerante 134ª saturado. Tabla de temperatura
Tabla A-12 refrigerante 134ª saturado. Tabla de presión
Tabla A-13 refrigerante 134ª sobrecalentado
Figura A-14 diagrama P-h para refrigerante 13a 907
Figura A-15 Carta generalizada de comprensibilidad de Nelson-Obert
Tabla A-16 propiedades de la atmósfera a gran altitud
Tabla A-17 propiedades de gas ideal del aire
Tabla A-18 propiedades de gas ideal del nitrógeno, N2
Tabla A-19 propiedades de gas ideal del oxígeno, O2
Tabla A-20 propiedades de gas ideal del dióxido de carbono, CO2
Tabla A-21 propiedades de gas ideal del monóxido de carbono CO
Tabla A-22 propiedades de gas ideal del hidrogeno H2
Tabla A-23 propiedades de gas ideal del vapor de agua, H2O
Tabla A-24 propiedades de gas ideal del oxígeno, monoatómico, O
Tabla A-25 propiedades de gas ideal del hidroxilo, OH
Tabla A-26 entalpía de formación de Gibbs de formación y entropía absoluta a 25º C, 1 atm
Tabla A-27 propiedades de algunos combustibles e hidrocarburos comunes
Tabla A-28 logaritmos naturales de la constante de equilibrio Kp
Figura A-29 carta generalizada de desviación de entalpía
Figura A-30 carta generalizada de desviación de entropía
Figura A-31 carta psicométrica a 1atm de presión total
Tabla A-32 funciones unidimensionales isentrópicas de flujo
comprensible para un gas ideal con K= 1.4
Tabla A-33 funciones unidimensionales de choque normal de un gas ideal con K=1.4
Tabla A-34 funciones del flujo de Rayleigh para un gas ideal con K= 1.4
APÉNDICE 2. Tablas de propiedades, figuras y diagramas (unidades inglesas)
Tabla A-1E masa molar, constante de gas y propiedades del punto crítico
Tabla A-2E calores específicos de gas ideal de varios comunes
Tabla A-3E propiedades de líquidos, sólidos ya alimentos comunes
Tabla A-4E agua saturada. Tabla de temperaturas
Tabla A-5E aguas saturada. Tabla de presiones
Tabla A-6E vapor de agua sobrecalentado
Tabla A-7E agua líquida comprimida
Tabla A-8E hielo saturado. Vapor de agua
Tabla A-9E diagrama T-s para el agua
Tabla A-10E diagrama de Mollier para el agua
Tabla A-11E refrigerante 13ª saturado. Tabla de temperatura
Tabla A-12E refrigerante 13ª saturado. Tabla de presión
Tabla A-13E refrigerante 13ª sobrecalentado
Tabla A-14E diagrama P-h para refrigerante 13a
Tabla A-16E propiedades de la atmosfera a gran altitud
Tabla A-17E propiedades de gas ideal del aire
Tabla A-18E propiedades de gas ideal del nitrógeno, N2
Tabla A-19E propiedades de gas ideal del oxígeno, O2
Tabla A-20E propiedades de gas ideal del dióxido de carbono, CO2
Tabla A-21E propiedades de gas ideal del monóxido de carbono, CO
Tabla A-22E propiedades de gas ideal del hidrogeno, H2
Tabla A-23E propiedades de gas ideal del vapor de agua, H2O
Tabla A-26E entalpía de formación, función de Gibbs de formación y entropía absoluta a 77oC, 1 atm
Tabla A-27E propiedades de algunos combustibles e hidrocarburos comunes
Figura A-31E grafica psicométrica a 1 atm de presión total