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Aire Comprimido como Vector Energético

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Miguel

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Buff Dario_Ruarte, tal como lo planteas da miedo:

"... un río "hirviente" con peces muertos y algas descontroladas"

¿Todo eso por el calor disipado por comprimir aire?. ¿Y entonces los aires acondicionados de cada casa y oficina? ¿Y la gasolina no tiene también algun que otro efecto colateral?. Hombre, de buen rollo, quizá llevas el guión muy lejos no?.

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jprebo

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otso, yo pienso que si los depósitos están diseñados para soportar 160 bares, lo ideal seria acercarse a esa presión, no sé, quizas 150 bares, de esta forma si tendriais los depositos bien aprobechados, otra cosa distinta seria si es rentable o nó.

Esos tanques que eran para transportar oxigeno líquido ¿son de doble deposito?, lo pregunto por que si lo són, eso suele ser porque entre el deposito interior y el exterior se hace el vacio para evitar perdidas de frio, o sea, para que no entre calor, en vuestro caso, seria para evitar la perdida de calor al ser el vacio el mejor aislante termico por conducción. lo que seria muy bueno en vuestro caso siempre que la energía acumulada se fuese gastando y recargando con regularidad.

Hola Miguel y Dario, no voy a entrar en ese tema, puesto que no corresponde a este hilo, pero al menos tened en cuenta que si es un rio, el agua fluye, por lo que dudo que se aprecie significativamente el calor y sea peor calentarla con aire comprimido que la que se usa para refrigerar las centrales nucleares como la de Almaraz en el tajo por ejemplo y dudo que ni Miguel ni nadie intente cambiar el parque automovilistico de la noche a la mañana, por lo que lo que surga, se irá adactando a las circunstancias, no temas por los peces, Miguel solo expone ideas sobre el como se podría comprimir, no son hechos, al menos no en esa escala.

Estas exposiciones podemos incorporarlas y continuarlas en este otro hilo
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fjmacben

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He leido por ahí arriba que cuando se llena de aire comprimido un depósito la energía contenida en él se disipa y se hace "0" al alcanzarse el equilibrio térmico con el ambiente.
¡¡Claro, por eso los neumáticos hay que rellenarlos todas las mañanas antes de subir al coche, porque por la noche se han enfriado y han perdido toda su presión!! jajajaja
¡echaba de menos lo que me reía en este foro!


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Alb

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fjmacben.

Me alegro de que la termodinamicate haga tanta gracia.

En cualquier libro de TD podras encontrar que la energia interna de los gases unicamente depende de la temperatura de los mismo y no del volumen o la presión.

La energía del aire almacenada en un tanque a 25ºC y 160bar, es exctamente la misma que la energia del aire exterior a 25ºC y 1 bar. Esta energia no es cero, ya que eso implicaria que esta a una temperatura de 0ºK. lo que es cero es el incremento de energia.
Que desconozcas o haya olvidado los fundamentos basicos de la TD ni sepas aplicarlos correctamente a situaciones de la vida cotidiana es otra cuestión.

Si quieres entender por que la energía de un gas no depende de la presión, puedes visitar ¡enlace erróneo! que tiene simulaciones de experimentos muy didacticos.

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escéptico

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Alb: entiendo que la energía durante la expansión, se produce al absorber energía del entorno.

Siendo así, es relativamente fácil asimilar que el aire a presión tiene una energía potencial por el hecho de estar a presión. Tal vez para personas no iniciadas en la termodinámica sea más fácil de entender que el aire a presión tiene una cierta energía potencial, que será variable en función de la presión externa y de la temperatura del ambiente en el momento en que realiza el trabajo.


Es como decir, ¿cuanta energía tiene un sólido rígido inmóvil?. Pues ninguna, pero si está a determinada altura, entonces tiene una energía potencial en función de su peso, y de la diferencia de altura.

Aunque no sea muy académico, tal vez sea más aclarador decir que el aire a presión tiene una energía potencial.

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Bioargentino

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Alb:
El que no entiende como se aplica la termodinámica ers tú.

La energía interna de un gas depende solamente de la temperatura, PERO SE REFIERE A UNA UNIDAD DE MASA , o sea cuantas caloías por kilogramo tiene un gas.

Aquí de lo que se habla es de cuánta energía hay dentro de un volumen determinado, y en ese caso lo que varía es LA MASA QUE HAY DENTRO DE UN TANQUE aunque cada kilo de gas siga teniendo la misma energía interna.

En el ejemplo de tu link se mantiene la energía porque la pared del recipiente se desplaza, manteniendose constante la cantidad de partículas. Aqúi se habla de tanques con paredes rígidas, entonces para aumentar la presión hay que agregar más partículas, o sea más masa, o sea más energía total.

Por lo tanto al comprimir un gas aumenta la enegía dentro de un tanque, no por aumentar la energía interna del gas, sino porque aumentan la cantidad de kilos de gas dentro del tanque.
La analogía sería afirmar que por más agua que suba a un tanque nunca va a haber más energía que la altura por la densidad, ya que la densidad del agua no varía con la altura.
Cuando bombeamos agua a un tanque elevado aumenta la energía contenida en el tanque, no porque cambie la energía del agua por unidad de masa, sino porque aumenta la masa de agua contenida en el tanque.

Con los gases pasa lo mismo: la energía por KILO se mantiene, pero ESTAMOS AGREGANDO KILOS DE GAS por lo que la energía en el recipiente aumenta y eso es lo que consume el compesor.

Lo mismo cuando se descomprime: la energía se pierde no por que disminuya la energía interna sino porque disminuye la masa de gas.
quedó claro?

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Alb

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Con los gases pasa lo mismo: la energía por KILO se mantiene, pero ESTAMOS AGREGANDO KILOS DE GAS por lo que la energía en el recipiente aumenta y eso es lo que consume el compesor.


Si la compresion es isotermica, TODA el trabajo que consume el compresor se disipa en forma de calor. Por lo que no se suministra nada de energia al gas. La energia que tenia el gas fuera del tanque es la misma que tiene el gas dentro del tanque.


Cuando subimos 1 kg de agua a un tanque situado a 10m, hemos aumentado la energia potencial del agua.
Cuando comprimimos 1 Kg de aire en un tanque a 10atm, NO aumentamos la energia del aire, que permance constante.


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jprebo

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Hablais de diferentes maneras de expresarse la energía, uno habla de la energía potencial, el otro de la energía interna o térmica, si en 10 litros de volumen metemos 10 litros de aire, la energía potencial y termica está en equilibrio con el entorno, pero si metemos 100 litros de aire en un volumen de 10 litros, al igualarse la temperatura, pierde el exceso de energía termica, pero conserva la energía potencial que se ha incrementado en 10/1, si no existiera la energía potencial, ¿para qué gallos se ha inventado los depósitos de almacenamiento de aire?.

En lugar de litros de aire, habria que hablar de kilos o gramos, pero no tengo ganas de andar calculando, creo que ya se entiende suficiente.

un saludo.
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Alb

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La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.

El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión


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LoadLin

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Quote by Alb: La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.

Bueno... ya sabes como es esto de hablar por casa.
Yo también uso ese término a veces para referirme a un estado de energía diferente al circundante de forma que permita en un determinado momento un flujo de intercambio de energía capaz de realizar un trabajo.

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LoadLin

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Esto... Es posible que no entendais mi post. Es que he mezclado dos hilos y creí que Alb estaba respondiendo a otro post diferente.

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jprebo

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La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.


Que sí Alb, que te entiendo, lo que pasa es que creo que discrepamos en algunos puntillos de poca monta pero nada mas, la energía potencial de 1000 litros de agua a 10 metros viene deterninada por la presión que ejerce en su base 10 metros mas abajo independientemente de su energía especifica por masa, ya que dicha energía se considera en equilibrio con el medio, por lo tanto es cero, la presión del aire en un tanque con una temperatura en equilibrio tambien es cero, pero sigue quedando la presión hasta que se agote el agua o el aire, ¿tu no ves ninguna similitud entre ambas?, la unica diferencia es que el agua solo puede fluir buscando el centro de gravedad de la tierra y el aire puede fluir en cualquier dirección mientras exista presión, por el rollo ese de que los liquidos no se pueden comprimir y los gases si.

Un deposito de aire comprimido a 10 bares, está en DESEQUILIBRIO con el medio en lo que conscierne a la presión, no a la temperatura, esa diferencia de presión, o sea, masa diferente por volumenes iguales, es lo que puede desarrollar trabajo absorba o no temperatura del medio que por supuesto afecta al resultado final, pero no es el parametro principal.

¿Por qué me crecerán siempre los enanos? (desvario mental, no hacer caso).

Abrazos.
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Miguel

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Jprebo, hasta yo te he entendido, además lo has explicado muy bien en los últimos dos post. Yo tampoco entiendo a Alb cuando dice que el aire comprimido no supone ninguna energía acumulada. Que hay pérdidas en calor al comprimirlo y frio al descomprimirlo está claro, pero ¿La gasolina no tiene también pérdidas caloríficas? Eso es, digamos, una consecuencia, un efecto secundario o una pérdida como la que pudiera suponer, por ejemplo, cualquier rozamiento. Pero en 90 m2 de aire comprimido comprimido a 300 bares hay energía acumulada, al margen de su temperatura. Yo lo veo muy obvio no?

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jprebo

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No sé, quizas se trate solo de formas de interpretación, por ejemplo, decir que hace frio, en física, es incorrecto, dado que el frio no existe, es solo una sensación, lo que definimos como frio no es otra cosa que la ausencia de calor (energia), en comparación con otro elemento, (generalmente nuestra temperatura corporal), una estrella fria, puede estar a 3000º, pero es fria en comparación con nuestro sol que está a 6000º (hablo de Tº en superficie, no de los 15.000.000º de grados en su nucleo).

Primero habría que buscar la definición de energía y ver si es correcto hablar de diferentes tipos de energía (energía térmica, energía potencial, energía química), por cierto ¿Considerará Alb que el ácido no desprende energía al mezclarlo con una base y cuya mezcla se calienta?, ¿carece la gasolina de energía por estar a la misma Tº que el medio ambiente?, por supuesto que son distintos tipos de ejemplos que quizas no sean comparable al aire comprimido según se interprete, pero si aceptamos energía química, tenemos que aceptar tambien energía potencial.

Lo que explica Alb me resulta muy confuso, quizas sea yo quien no lo entiende.


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Paulino Cuevas

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Quote by Alb: La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.

El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión



Perdona Alb,pero la entalpia de un gas es igual a:energia interna+ el producto de PxV,expresado en términos de energia:H=U+PxV.

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Alb

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Paulino, muy bien veo que lo has entendido.

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jprebo

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¿La entalpía no es la capacidad de la energía para desarrollar un trabajo?, entonces, si el aire comprimido no tiene energía, no puede tener entalpia, a menos que la P*V se considere de algún modo tambien energía, ¿no?.

Ufff, me estais liando cada vez mas.
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Paulino Cuevas

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Quote by jprebo: ¿La entalpía no es la capacidad de la energía para desarrollar un trabajo?, entonces, si el aire comprimido no tiene energía, no puede tener entalpia, a menos que la P*V se considere de algún modo tambien energía, ¿no?.

Ufff, me estais liando cada vez mas.

Creo que a lo que Alb se refiere es a la capacidad de ese gas para realizar trabajo.Una de ellas seria expansión isotermica,por lo tanto la entalpia y la energia interna no varia,(el gas recibe energia calorifica de los alrededores) y otra seria la expansión adiabatica (no intercambia energia con los alrededores) pero la entalpia y la energia interna varian de forma que P.V=R.T (gas ideal).En cuanto al producto P.V,efectivamente son unidades de energia.

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Alb

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Jprebo. La entalpia, No es la capacidad de trabajo.
La es una Funcion de estado que se define como:

H= U + P·V

Donde U es la energia interna, P la presión y V es el volumen.

Solo pretendia señalar un hecho curioso, por que va en contra de nuestra intuición: "Aunque se pueda extraer trabajo del aire comprimido este no tienen mas energía que el aire a presion atmosferica"

No es la unica cuestion "Curiosa" que ofrece la TD. Hay otras cuestiones en las que la realidad es contraria a lo que nuestra intuición no indica.

Por ejemplo:" ¿Por que las gallinas incuban los huevos?"
A prioiri todos creemos que lo hacen para darles calor. Pero no es correcto, es todo lo contrario. La TD nos dice que hay un flujo de calor del huevo hacia la gallina.

¿Tampoco os lo creeis? Bueno. pero es asi

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jprebo

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Quote by Alb:
Por ejemplo:" ¿Por que las gallinas incuban los huevos?"
A prioiri todos creemos que lo hacen para darles calor. Pero no es correcto, es todo lo contrario. La TD nos dice que hay un flujo de calor del huevo hacia la gallina.

¿Tampoco os lo creeis? Bueno. pero es asi





Vale, lo que yo decia, la energía termica "U" está en equilibrio tanto dentro como fuera, solo nos queda la energía potencial, P*V.

El calor que cede el huevo a la gallina es parte del calor que la gallina ha cedido primero al huevo, otra parte se la transmite al suelo, paja o de lo que esté hecho el nido y parte al aire cuando la gallina se levanta, de la forma que lo explicas, se didria que si la gallina no le quitase calor, el huevo terminaría cocido por su propio calor, cosa que no ocurre.

(En los avestruces, ocurre de la forma que has explicado, cuando el calor del sól es muy elevado y SI podria cocerse si no fuese por que el avestruz le dá sombra y extrae parte del calor).

Un ejemplo:
Se puede incuvar un huevo con el calor de una bonbilla de 60 W puesta a cierta distancia, ¿no me diras que lo que hace la bombilla es extraer calor del huevo?.
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Alb

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Jprebo. Puesde verlo como quieras, pero no es asi

Ni U es energia termica, ni PV es energia potencial.

El simil del agua, puesen servir para tener una imagen intuitiva de que es lo que ocurre. Pero no funciona asi.

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jprebo

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Vale, reconozco que soy negado para entenderlo, dejo de dar la paliza, pero.... "Y sin envargo, esto se mueve"(Galileo Galilei).
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mockba

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La energía contenida en los tanques a presión es energía potencial o una diferencia de potencial... un ejemplo claro es el voltaje eléctrico, que no es mas que una diferencia de la polaridad de un extremo del circuito al otro. Mientras más grande es el voltaje mayor es la energía potencial que presenta ese circuito... De igual manera mientras más grande es la presión dentro de un contenedor lleno de aire con respecto a la presión atmosférica, mayor trabajo puede desarrollar el mismo aire... y por lo tanto la misma cantidad de aire puede realizar mayor trabajo si se le adisiona calor ya que ese calor se transforma en presión aumentando así la energía poetncial... ese calor puede provenir del sol combinando la estructura del contenedor con otra estructura que permita calentarlo...

Por ejemplo un contenedor de aire comprimido que esté incrustado en una estructura similar a la de los hornos solares utilizados para cocinar... Un grupo de espejos colocados para recalentar con el sol el aire comprimido y aumentar su diferencia de potencial almacenado en forma de presión... En conclusión el aire no almacena la enegía tal y como lo demuestran una y otra vez matemáticamente en este hilo, pero sí se puede manipular la energía potencial de una u otra forma para aumentar el rendimiento al momento de la descompresión de una misma cantidad de aire...

Saludos...
La especialización corrompe...

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Bioargentino

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Estan todos rematadamente locos.Especialmente Alb.

No sé a donde quieren llegar con esta confusión, pero el aire SÍ acumula energia, y exactamente de la misma forma que el agua acumula energía potencial si se la eleva, el aire acumula enegía potencial si se lo comprime.

Y se cumplen todas las leyes de la termodinámica.

A no ser que en España haya otra termodinámica más avanzada que todavía no ha llegado por aqui y entonces alli no puedan empujar un cilindro con aire a presión, o si lo empuja, lo hace con fuerza cero.

Por estos pagos, los compresores consumen energía para comprimir aire, y esa energía no se va por las paredes del tanque en forma de calor. Se queda ahi quietita hasta que se decida usarla descomprimiéndo nuevamente el aire, realizando un trabajo.

Ah!!! y las gallinas de acá calientan los huevos, y las incubadoras consumen energía, y hasta donde yo sé, traen una resistencia, no un equipo de refrigeración.

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mockba

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Disculpanos Bioargentino... pero creo que por algun lado menciono "energía potencial", si no me falla la memoria... en cuanto a las gallinas... lamentablemente nunca he tenido gallinas en mi casa...

Y estoy de acuerdo contigo en cuanto a que en un contenedor con aire comprimido dentro no perderá la energía potencial que represente la diferencial de presión manométrica con respecto a la presión presión barométrica, pero si hay una perdida de energía potencial por causa del enfriamiento, ya que al aumentar la presión del aire al momento de ingresarlo en el contenedor este aumenta temporalmente su temperatura, pero después de cierto tiempo de haber detenido la compresión las temperaturas interna y externa del contenedor tenderán a equilibrarse escapando calor del aire a través de las paredes del contenedor. Esto al final, reducirá en un porcentaje regularmente pequeño la presión en el interior del contenedor y a su vez reducirá la energía potencial... Lo sé porque lo medí trabajando con compresores y contenedores de acero a 300psi... a veces unos 40 o 50 minutos después de haber apagado el compresor tras haber alcanzado las 300psi de aire comprimido, por el puro enfriamiento la presión llegaba a disminuir hasta 20psi, es decir quedaban 280psi sin haber utilizado nada del aire...

Pero no todo es malo en este efecto... también existe fácilmente la posiblidad de recalentar el contenedor y aumentar la presión interna por calentamiento, de esta forma buscando aumentar también la energía potencial que pueda ser tranformada en energía mecáncia con la misma cantidad de aire dentro del contenedor. Lo que es cierto, es que si se acumula aire a presión durante mucho tiempo... este permanecerá almacenando aun la gran parte de la energía potencial...

Saludos...
La especialización corrompe...

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Dr. Morgenes

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Quote by Alb: La energia potencial viene dada por la altura, no tiene nada que ver con la presion.

El aire comprimido tiene capacidad de producir trabajo extrayendo calor del si mismo y de los alrededor. Pero eso no significa que el aire a alta presion tenga mas energia que aire a baja preión



Te has colado doscientos pueblos.

H= u + p*v

Vale si u es energía interna alguien me puede explicar que es p*v? será energía verdad? porque en fisica ya se sabe que se suman melones con melones y sandias con sandias.

Asi pues si bien u depende de la temperatura. Se observa facilmente que un gas ocupando el mismo volumen pero a diferente presión tiene que? diferente energía. A no ser que me digais que sumo energía U con no se que y obtengo churras merinas vamos.

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Alb

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Primera leccio de termodinamica
Primera ley de la Termodinámica

La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en

D U=UB-UA

Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema

D U=-W

También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna de éste último en

D U=Q

Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, D U=0. Sin embargo, durante el ciclo el sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.

* Si la transformación no es cíclica D U¹ 0
* Si no se realiza trabajo mecánico D U=Q
* Si el sistema está asilado térmicamente D U=-W
* Si el sistema realiza trabajo U disminuye
* Si se realiza trabajo sobre el sistema U aumenta
* Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta.
* Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.

Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.

D U=Q-W

Si el estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe

dU=dQ-pdV


En una compresion isoterma, Q=W, luego DU=0 es decir, la energía interna del aire dentro del tanque es la misma que fuera del tanque.

Asi de sencillo.

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Bioargentino

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mockba:

el tema de que al calentar un tanque, aumenta la presión del gas que contiene no lo aprendí en la facultad, me lo enseñaron en jardín de infantes.
Claro que es así, y coincide con lo que dice Alb que aumenta o disminuye la energía interna. No podría ser de otra forma ya que no entra ni sale gas.

Dr. Morgenes:

Totalmente de acuerdo, pero Alb habla de otra cosa. Su PxV constante significa que si p aumenta, v disminuye y viceversa.

Alb:

Todos menos tú entendemos que en un tanque V es constante, por lo tanto, y según tu fórmula, si p aumenta y v se mantiene, la energía aumenta.
Que cómo es eso???

PORQUE AUMENTAN LA CANTIDAD DE MOLÉCULAS DE GAS

o kilos o como le quieras llamar a un incremento de masa.

La fórmula que mencionas se refiere a una cantidad de masa constante.

Vamos de nuevo:
La energía interna por kilo de gas se mantiene si no cambia la temperatura, PERO HAY MAS KILOS ADENTRO DEL TANQUE cuando se comprime el gas, por lo tanto aumenta v y aumenta la energía interna total, por aumento de masa, o sea

AUMENTAN LOS DOS SUMANDOS DE TU ECUACIÓN: U y PxV

Conclusión:

Adentro de un tanque

HAY MÁS ENERGÍA CUANDO EL GAS ESTÁ COMPRIMIDO QUE CUANDO ESTÁ A PRESIÓN ATMOSFÉRICA

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Dr. Morgenes

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Quote by Alb: Primera leccio de termodinamica
Primera ley de la Termodinámica

La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en

D U=UB-UA

Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema

D U=-W

También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna de éste último en

D U=Q

Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, D U=0. Sin embargo, durante el ciclo el sistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.

* Si la transformación no es cíclica D U¹ 0
* Si no se realiza trabajo mecánico D U=Q
* Si el sistema está asilado térmicamente D U=-W
* Si el sistema realiza trabajo U disminuye
* Si se realiza trabajo sobre el sistema U aumenta
* Si el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a temperatura superior, U aumenta.
* Si el sistema cede calor al ponerlo en contacto térmico con un foco a una temperatura inferior, U disminuye.

Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.

D U=Q-W

Si el estado inicial y final están muy próximos entre sí, el primer principio se escribe

dU=dQ-pdV


En una compresion isoterma, Q=W, luego DU=0 es decir, la energía interna del aire dentro del tanque es la misma que fuera del tanque.

Asi de sencillo.


Que si ENERGIA INTERNA, a ver si te enteras, y esa no es más que una parte de la energía del gas.

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jprebo

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La exposición de la primera ley que has expuesto, nos dá la razón.

D U=UB-UA

Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema

D U=-W


Si A realiza trabajo al expandirse y disminuye su energía interna, eso quiere decir que A tenía mas energía comprimido que expansionado.

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Dr. Morgenes

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Y todo esto sin tener en cuenta que estas aplicando conceptos de termodinamica de sistemas cerrados, a sistemas que no son cerrados ya que tienen intercambio de masa con el exterior. Así que va siendo hora de que te bajes del burro dicho con todo el cariño del mundo.

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Alb

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Esto empieza a resultarme frustrante no ser capaz de explicar algo tan simple.

Empecemos desde el principio:

La energía interna de un sistema, es el resultado de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energía de rotación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear, que constituyen conjuntamente las interacciones fundamentales.


Es decir que la energía interna incluye TODA la energía.

Al suministrar calor o trabajo a un gas, se aumenta la "la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energía de rotación y vibración," es decir su energia interna, tal y como explique en el mensaje anterior.

DU = Q - W

¿Que ocurre cuando comprimimos un gas?

Para comprimir el gas se necesita aportar trabajo(W), pero el gas se calienta y cede calor(Q) al ambiente hasta que se alcanza el equilibrio termico, es decir, se igualan las temperaturas.
Si medimos el trabajo suministrado al gas y el calor cedido, veremos que son iguales, y por tanto segun la ecuacion anterior, DU= 0
O dicho de otra forma, toda la energía suministrada por el compresor se ha disipado en el ambiente y el aire tiene exactamente la misma energia que antes de ser comprimido.

Jprebo:
Si A realiza trabajo al expandirse y disminuye su energía interna, eso quiere decir que A tenía mas energía comprimido que expansionado.


Claro que si, el gas a expandirse baja su temperatura, es decir, baja la velocidad, rotacion y vibracion de las particulas y por tanto su energia cinetica.

Pero se calentará con ambiente, luego recibira un Q, que es igual al trabajo realizado.... una vez mas en el equilibrio termico DU=0

Bioenergetico:
Yo no he dicho que un tanque vacio y uno lleno tengan la misma energía. Lo que he dicho es que el aire dentro y fuera del tanque tiene la misma energía siempre que esten a la misma temperatura.

Y hablo de energia interna es decir U, no de entalpia.
Que se definan otras funciones de estado en la que participe la U, no significa que a la energía del gas debamos sumarle el termino PV.

De la misma forma yo puede definir una funcion en la que se sume el saldos de mi cuenta bancaria y la de Bill Gates. Pero eso no significa que sea millonario.


Espero que lo hayais entendido, por que ya no se como esxplicarlo si no.

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Paulino Cuevas

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Quote by Dr. Morgenes: Y todo esto sin tener en cuenta que estas aplicando conceptos de termodinamica de sistemas cerrados, a sistemas que no son cerrados ya que tienen intercambio de masa con el exterior. Así que va siendo hora de que te bajes del burro dicho con todo el cariño del mundo.[/QUOTE
Dichosa termodinámica coño,Para un gas ideal monoatómico la energia =U=3/2NKbT.N=Numero de atomos por volumen.
Kb= constante de Boltzman (1,38 x 10 (-16) y T en grados Kelvin.¿que hace variar la energia? El numero de atomos y la temperatura.Esta formula es aplicable cuando la relación C (concentración) y Vq (volumen cuantico) esta muy alejada de 1 que corresponde al estado de gas ideal..Cuando la concentración aumenta,hay que tener en cuenta el volumen de los atomos y por lo tanto se deben emplear otras formulas.Nadie menciona el potencial quimico que puede dar respuesta a muchas incógnitas.

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Dr. Morgenes

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Que no alb, que no.

Lo que tienes que hacer es establecer un volumen de control con dos superficies, una a la salida del compresor y otra a la entrada. Y hacer el balance nergético entre esos dos puntos. Donde el gas esta en ambos puntos en situaciones muy diferentes.

No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?

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Paulino Cuevas

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Quote by Dr. Morgenes: Que no alb, que no.

Lo que tienes que hacer es establecer un volumen de control con dos superficies, una a la salida del compresor y otra a la entrada. Y hacer el balance nergético entre esos dos puntos. Donde el gas esta en ambos puntos en situaciones muy diferentes.

No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?

Yo creo que el problema no ha sido bien planteado desde el principio.Una cosa es comprimir un gas haciendo disminuir su volumen y por lo tanto aumentar su presión y otra muy distinta es hacer subir la presión añadiendo mas gas al mismo volumen.Si se aumenta el numero de atomos permaneciendo el volumen constante,la energia del gas aumenta,por el contrario si el numero de atomos permanece constante la energia no aumentara hasta que el gas deje de comportarse como gas ideal,a partir de ese momento las interaciones entre atomos cambiara su estado.

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jprebo

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Te pido disculpas Alb, tienes toda la razón del mundo, pero comprende que es algo dificil de entender si no se plantea muy clarito. Estando solo, me ha venido a la cabeza la correcta interpretación sobre la energía de una determinada masa de aire.

E=P*V

Lo mismo me dá tener en concepto de energía por masa 100 M3 a presión atmosferica (1atm absoluta) que tener 1 M3 a 100 atm absolutas, el resultado de E es igual en ambos casos, el trabajo realizado para comprimir el gas, es exactamente el mismo que el gas hace para descomprimirse (en condiciones hipoteticamente identicas, claro) Por lo que la energía que le suministramos al compresor es identica a la que pierde el aire en foma de calor (en condiciones hipoteticamente perfectas para un gas ideal).

Creo que estaria bien decir que lo que hacemos al comprimir aire es almacenar trabajo, no energía.

Te vuelvo a pedir mil escusas por ser yo tan cabestro.
https://www.facebook.com/editorialquadrivium

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Alb

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Paulino no compliques las cosas que son bien sencillas. El aire durante la compresion/ expansion no sufre reacciones quimicas asi que no tiene sentido tener en cuenta "Potenciales quimicos". De todas formas estos ya estan incluidos dentro de la energía interna.

Es completamente irrelevante la forma en la que se comprima el aire, la energia interna es una funcion de estado, lo que significa que solo depende del estado final del sistema y no de la historia del mismo.

Morgenes:
No te das cuenta que has dicho una burrada tremenda, al decir que todo el trabajo del compresor se usa en calentar el gas?


Yo no he dicho esto, ya que es incorrecto. Lo que digo es que todo el trabajo aportado por el compresor, se disipa en forma de calor hasta alcanzar el equilibrio térmico con el ambiente.
(Aunque me temo que no entenderas la diferencia)

¿Quieres hacer un balance entre dos puntos?
Muy bien, nada mas sencillo.
Punto1: Exterior del tanque T1=25ºC
Punto2: Interior del tanque T2= 25ºC

Me da igual las presiones y volumenes del gas en los dos estados, resulta irrelevante.

La energía interna en el que no hay reacciones quimicas ni nucleares solo depende de las temperatura.
Como T1-T2=0 => DU=0

El 1er principio de la TD dice:

DU=Q-W

Luego: 0=Q-W => Q=W

Todo el trabajo aportado para comprimir el gas se disipa en forma de calor.

1kg de aire a 1 atm y 25ºC tiene exactamente la misma energia que 1kg de aire a 10 atm y 25ºC.

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Alb

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Jprebo:
Si a si lo entiendes perfecto, pero formalmente no es correcto.

Permiteme plantearte una cuestión:

Comprimimos aire de manera isoterma y reversible, aportando un trabajo W.Como he explicado todo el trabajo se disipa al ambiente en forma de calor Q=W . Podemos aprovechar este calor como calefacción o para calentar agua. Obteniendo la misma cantidad de calor que la que hubieramos obtenido con una resistencia electrica en lugar del compresor.

Ahora bien, podemos descomprimir el aire a presion de manera isoterma recuperando todo el trabajo que habiamos gastado. Y por si fuera poco, la expasión absorve calor del ambiente y podemos aprovechar esta refrigeración como aire acondicionado.

Resumiendo, no gastamos trabajo(ya que todo lo invertido lo recuperamos) y conseguimos calefacción y aire acondicionado.

¿Donde esta el error?


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mockba

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bioargetino... si lees bien... lo que describo concuerda con las formulas explicadas... y se acoplan perfectamente las las leyes de la termodinámica...

Saludos,.,,
La especialización corrompe...

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mockba

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Alb... todo tiene entalpía, todo está afectado por la temperatura... toda la materia está realizando trabajos a niveles moleculares y atómicos aunque no esté realizando ningun trabajo visible... la entalpía existe en todo el universo.
La especialización corrompe...

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