Formas de Energa

2-1C Cul es la diferencia entre las formas macroscpica y microscpica de energa?R/Las formas macroscpicas de la energa son los que posee un sistema en su conjunto con respecto a algn marco de referencia exterior. Las formas microscpicas de energa, por el contrario, son aquellos relacionados con la estructura molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular, y son independientes de los sistemas de referencia externos.2-2C Qu es la energa total? Nombre las distintas formas de energa que constituyen la energa total. R/La suma de todas las formas de la energa de un sistema posee se llama energa total. En ausencia de efectos de la tensin magntica, elctrica y de superficie, la energa total de un sistema consiste en la cintica, potencial, y las energas internas.2-3C Cmo se relacionan entre s el calor, la energa interna y la energa trmica?R/ La energa trmica es las formas sensible y latente de energa interna, y que se conoce como calor en la vida diaria.2-4C Qu es energa mecnica? En qu difiere de la energa trmica? Cules son las formas de energa mecnica en un flujo de fluido?R/ La energa mecnica es la forma de energa que se puede convertir en trabajo mecnico completamente y directamente por un dispositivo mecnico tal como una hlice. Se diferencia de la energa trmica en energa trmica que no se puede convertir a trabajar directa y completamente. Las formas de energa mecnica de una corriente de fluido son cintica, potencial, y las energas fluyan.2-5C El gas natural, formado principalmente por metano CH 4 , es un combustible y una de las principales fuentes de energa. Se puede decir lo mismo del hidrgeno gaseoso, H 2?R/Hidrgeno es tambin un combustible, ya que puede ser quemado, pero no es una fuente de energa ya que no hay reservas de hidrgeno en el mundo. El hidrgeno puede obtenerse a partir de agua mediante el uso de otra fuente de energa, como la energa solar o nuclear, y luego el hidrgeno obtenido se puede utilizar como combustible para alimentar automviles o generadores. Por lo tanto, es ms adecuado para ver de hidrgeno es un portador de energa de una fuente de energa.

Transferencia de Energa por Calor y Trabajo2-18C En qu formas puede la energa cruzar las fronteras de un sistema cerrado?R/ Energa puede cruzar los lmites de un sistema cerrado en dos formas: calor y trabajo.

2-19C Cundo es calor la energa que cruza las fronteras de un sistema cerrado, y cundo es trabajo?R/La forma de energa que cruza la frontera de un sistema cerrado a causa de una diferencia de temperatura es el calor; todas las dems formas son el trabajo.2-20C Qu es un proceso adiabtico? Qu es un sistema adiabtico?R/ un proceso adiabtico es un proceso durante el cual no hay transferencia de calor. Un sistema que no intercambiar el calor con su entorno es un sistema adiabtico.2-21C Qu son funciones de punto y de trayectoria? Describa algunos ejemplosR/ Funciones Point dependen del Estado slo mientras que las funciones de trayectoria dependen de la trayectoria seguida durante un proceso. Properties de sustancias son funciones puntuales, el calor y el trabajo son las funciones de trayectoria.2-22C Un automvil va a velocidad constante por un camino. Determine la direccin de las interacciones de calor y trabajo, suponiendo que el sistema es el siguiente: a) el radiador del automvil, b) el motor, c) las ruedas, d) el camino y e) el aire del exterior.R/ (a) las transferencias del radiador del coche de calor desde el motor caliente fluido refrigerante al ambiente fresco. No hay interaccin trabajo se produce en el radiador.(B) Las transferencias calientes del motor se calientan al enfriamiento del aire ambiente y de fluido al tiempo que ofrece trabajo a la transmisin.(C) Los neumticos calientes transfieren el calor al ambiente fresco y hasta cierto punto a la carretera ms fresco mientras se produce ningn trabajo. No trabajo se produce ya que no hay movimiento de las fuerzas que actan en la interface entre el neumtico y la carretera.(D) Hay menor cantidad de la transferencia de calor entre los neumticos y la carretera. Suponiendo que los neumticos son ms calientes que la carretera, la transferencia de calor es de los neumticos a la carretera. No hay intercambio de trabajo asociado con la carretera, ya que no se puede mover.(E) El calor se aade al aire atmosfrico por los componentes ms calientes del coche. Se est trabajando en el aire a medida que pasa por encima ya travs del coche.2-23C Puede cambiarse la longitud de un resorte a) aplicndole una fuerza o b) cambiando su temperatura (por dilatacin trmica). Qu tipo de interaccin energtica entre el sistema (el resorte) y sus alrededores se requiere para cambiar su longitud en esas dos formas?R/ Cuando la longitud del resorte se cambia mediante la aplicacin de una fuerza a la misma, la interaccin es una interaccin de trabajo, ya que implica una fuerza que acta a travs de un desplazamiento. Es necesaria una interaccin de calor para cambiar la temperatura (y, por lo tanto, la longitud) del resorte

2-24C Un refrigerador elctrico est en un recinto. Determine la direccin de las interacciones de trabajo y de calor (entra o sale energa) cuando se considera que el sistema es el siguiente: a) el contenido del refrigerador, b) todas las parte del refrigerador, incluyendo el contenido, y c) todo lo que est dentro del recinto, durante un da invernal.R/ (a) Desde la perspectiva de los contenidos, el calor debe ser retirado con el fin de reducir y mantener el cliente de la temperatura. El calor tambin se aade a los contenidos de la sala de aire desde el aire de la habitacin es ms caliente que el contenido.(B) Teniendo en cuenta el sistema formado por la caja de refrigerador cuando las puertas estn cerradas, hay tres interacciones, trabajos de electricidad y dos transferencias de calor. Hay una transferencia de calor desde el aire de la habitacin a la nevera a travs de sus paredes. Tambin hay una transferencia de calor desde las porciones calientes del refrigerador (es decir, de vuelta del compresor donde condensador es colocado sistema) para el aire de la habitacin. Por ltimo, se aade el trabajo elctrico a la nevera a travs del sistema de refrigeracin.(C) El calor se transfiere a travs de las paredes de la habitacin desde el aire de la habitacin caliente al aire fro del invierno. Elctrico se est trabajando en la habitacin a travs del cableado elctrico que conduce a la habitacin.2-25C (a) como uno tipos en el teclado, las seales elctricas se producen y se transmite a la unidad de procesamiento.Simultneamente, la temperatura de las partes elctricas se incrementa ligeramente. El trabajo realizado en las teclas cuando son deprimido es el trabajo realizado sobre el sistema (es decir, el teclado). El flujo de corriente elctrica (con su cada de tensin) funciona en el teclado. Puesto que la temperatura de las partes elctricas del teclado es algo mayor que el de la rodea aire, hay una transferencia de calor desde el teclado para el aire circundante.(B) El monitor es alimentado por la corriente elctrica suministrada a la misma. Esta corriente (y la cada de tensin) es el trabajo hecho en el sistema (es decir, controlar). Las temperaturas de las partes elctricas de la pantalla son ms altos que el de la rodea aire. Por lo tanto existe una transferencia de calor a los alrededores.(C) La unidad de proceso es como el monitor en ese trabajo de electricidad que se hace en l mientras se transfiere calor a la alrededores.(D) Toda la unidad se ha hecho el trabajo elctrico en l, y el trabajo mecnico realizado sobre l para presionar las teclas. Tambin transfiere calor desde todas sus partes elctricas a los alrededores.

Energa y Medio AmbienteConversin 2-79C Energa contamina el suelo, el agua y el aire, y la contaminacin ambiental es una grave amenaza para la vegetacin, la vida silvestre y la salud humana. Las emisiones emitidos durante la combustin de combustibles fsiles son los responsables del smog, la lluvia cida y el calentamiento global y el cambio climtico. Los productos qumicos primarios que contaminan el aire son los hidrocarburos (HC, tambin se hace referencia a los compuestos orgnicos voltiles, como COV), xidos de nitrgeno (NOx), y monxido de carbono (CO). El primario fuente de estos contaminantes es los vehculos de motor.2-80C smog es la neblina marrn que se acumula en una gran masa de aire estancado, y se cierne sobre las zonas pobladas en calma caliente das de verano. Smog se compone principalmente de ozono troposfrico (O3), pero tambin contiene otras numerosas sustancias qumicas, incluyendo monxido de carbono (CO), partculas tales como holln y polvo, compuestos orgnicos voltiles (COV) tales como benceno, butano y otros hidrocarburos. El ozono troposfrico se forma cuando los hidrocarburos y los xidos de nitrgeno reaccionan dela presencia de la luz del sol en das de calma calientes. El ozono irrita los ojos y daa los sacos de aire en los pulmones, donde el oxgeno y dixido de carbono se intercambian, causando eventual endurecimiento de este tejido suave y esponjoso. Tambin causa dificultad para respirar, sibilancias, fatiga, dolores de cabeza, nuseas y agravan los problemas respiratorios como el asma.Los combustibles fsiles 2-81C incluyen pequeas cantidades de azufre. El azufre en el combustible reacciona con el oxgeno para formar dixido de azufre (SO 2),que es un contaminante del aire. Los xidos de azufre y xidos de nitrgeno reaccionan con el vapor de agua y otros productos qumicos de alta en elambiente en presencia de luz solar para formar cidos sulfrico y ntrico. Los cidos formados generalmente se disuelven en la suspensingotas de agua en las nubes o la niebla. Estas gotitas de cido cargado se lavan desde el aire en el suelo por la lluvia o la nieve. Esto esconocido como lluvia cida. Se llama "lluvia", ya que se trata con gotas de lluvia.Como resultado de la lluvia cida, muchos lagos y ros en las zonas industriales se han convertido en demasiado cido para los peces crezcan. Los bosques enesas reas tambin experimentan una muerte lenta debido a la absorcin de los cidos a travs de sus hojas, agujas, y races. Incluso mrmolestructuras se deterioran debido a la lluvia cida.El monxido de carbono 2-82C, que es un gas incoloro, inodoro y venenoso que priva a los rganos del cuerpo obtenga suficienteoxgeno mediante la unin con las clulas rojas de la sangre que de otro modo transportar oxgeno. A niveles bajos, monxido de carbono disminuyela cantidad de oxgeno suministrada al cerebro y otros rganos y msculos, reduce las reacciones del cuerpo y los reflejos y limita totaljuicio. Se plantea una grave amenaza para las personas con enfermedades del corazn debido a la fragilidad del sistema circulatorioy para los fetos debido a las necesidades de oxgeno del cerebro en desarrollo. En niveles altos, puede ser fatal, como lo demuestranumerosas muertes causadas por coches que se calientan en garajes cerrados o por los gases de escape con fugas a los coches.Dixido de 2-83C de carbono (CO 2), vapor de agua, y cantidades traza de algunos otros gases tales como metano y xidos de nitrgeno actocomo una manta y mantener la tierra caliente en la noche al bloquear el calor irradiado por la Tierra. Esto se conoce como laefecto invernadero. El efecto invernadero hace que la vida en la tierra es posible manteniendo la tierra caliente. Pero cantidades excesivas deestos gases perturban el equilibrio delicado atrapando demasiada energa, que provoca que la temperatura media de la tierra hastasuben y el clima en algunas localidades para cambiar. Estas consecuencias indeseables del efecto invernadero se denominanel calentamiento global o cambio climtico global. El efecto invernadero puede reducirse mediante la reduccin de la produccin neta de CO 2 porconsume menos energa (por ejemplo, mediante la compra de coches de energa eficientes y electrodomsticos) y la plantacin de rboles.

Tema especial: Mecanismos de Transferencia de Calor2-89C Los tres mecanismos de transferencia de calor son la conduccin, conveccin y radiacin.2-90C Diamond tiene una conductividad trmica mayor que la plata, y por lo tanto diamante es una mejor conductor de calor.2-91C No. Es puramente por la radiacin.2-92C En conveccin forzada, el fluido es forzado a moverse por medios externos, como un ventilador, bomba o el viento. El fluidomovimiento en conveccin natural se debe nicamente a efectos de flotabilidad.2-93C Un cuerpo negro es un cuerpo idealizado que emite la mxima cantidad de radiacin a una temperatura dada, y queabsorbe toda la radiacin incidente sobre ella. Los cuerpos reales emiten y absorben menos radiacin de un cuerpo negro a la mismala temperatura.2-94C La emisividad es la proporcin de la radiacin emitida por una superficie a la radiacin emitida por un cuerpo negro a la mismala temperatura. Absorbencia es la fraccin de radiacin incidente sobre una superficie que es absorbida por la superficie. El de Kirchhoffley de radiacin establece que la emisividad y la absortividad de una superficie son iguales a la misma temperatura ylongitud de onda.