Termodinámica /

Introducción y conceptos básicos -- Termodinámica y energía -- Importancia de las dimensiones y unidades -- Sistemas y volúmenes de control -- Propiedades de un sistema -- Densidad y densidad relativa -- Estado y equilibrio -- Procesos y ciclos -- Temperatura y ley cero de la termodinámica -- Presión -- Disposición para la medición de la presión -- Dispositivos para la medición de la presión -- Técnica para resolver problemas -- Energía, trasferencia de energía y análisis general de energía -- Formas de energía -- Transferencia de energía por calor -- Transferencia de energía por trabajo -- Formas mecánicas del trabajo -- La primera ley de la termodinámica -- Eficiencia en la conversión de energía -- Energía y ambiente -- Tema de interés especial: Mecanismos de transferencia de calor -- Propiedades de las sustancias puras -- Sustancia pura -- Fases de una sustancia pura -- Procesos de cambio de fase en sustancias puras -- Diagramas de propiedades para procesos de cambio de fase -- Tablas de propiedades -- Ecuación de estado de gas ideal -- Factor de comprensibilidad, una medida de la desviación del comportamiento de gas ideal -- Otras ecuaciones de estado -- Tema de interés especial: presión de vapor y equilibrio de fases -- Análisis de energía de sistemas cerrados -- Trabajo de frontera móvil -- Balance de energía para sistemas cerrados -- Calores específicos -- Energía interna, entalpía y calores específicos de gases ideales -- Energía interna, entalpía y calores específicos de sólidos y líquidos -- Tema de interés general: aspectos termodinámicos de los sistemas biológicos -- Análisis de masa y energía de volúmenes de control -- Conservación de la masa -- Trabajo de flujo y energía de sistemas de flujo estacionario -- Algunos dispositivos ingenieriles de flujo estacionario -- Análisis de procesos de flujo no estacionario -- Tema de interés general: ecuación general de energía -- La segunda ley de la termodinámica -- Introducción a la segunda ley -- Depósitos de energía térmica -- Máquinas térmicas -- Refrigeradores y bombas de calor -- Máquinas de movimiento perpetuo -- Procesos reversibles e irreversibles -- El ciclo de Carnot -- Principios de Carnot -- Escala termodinámica de temperatura -- La máquina térmica de Carnot -- El refrigerador de Carnot y la bomba de calor -- Tema de interés especial: refrigeradores domésticos -- Entropía -- El principio del incremento de entropía -- Cambio de entropía de sustancias puras -- Procesos isentrópicos -- Diagramas de propiedades que involucran a la entropía -- ¿Qué es la entropía? -- Las relaciones -- Cambio de entropía de líquidos y sólidos -- Cambio de entropía de gases ideales -- Trabajo reversible de flujo estacionario -- Minimización del trabajo de compresor -- Eficiencias isentrópicas de dispositivos de flujo estacionario -- Balance de entropía -- Tema de interés especial: reducción del costo del aire comprimido -- Energía -- Energía: potencial de trabajo de la energía -- Trabajo reversible e irreversibilidad -- Eficiencia según la segunda ley -- Cambio de exergía de un sistema -- Transferencia de exergía por calor, trabajo y masa -- Principio de disminución de exergía y destrucción de exergía -- Balance de exergía: sistemas cerrados -- Balance de exergía: volúmenes de control -- Temas de interés especial: aspectos cotidianos de la segunda ley -- Ciclos de potencia de gas -- Consideraciones básicas para el análisis de los ciclos de potencia -- El ciclo de Carnot y su valor en ingeniería -- Suposiciones de aire estándar -- Breve panorama de las máquinas reciprocantes -- Ciclo de Otto: el ciclo ideal para las máquinas de encendido por comprensión -- Ciclos Stirling y Ericsson -- Ciclo Brayton: el ciclo ideal para los motores de turbina de gas -- Ciclo de Brayton con regeneración -- Ciclo Brayton con interenfriamiento, recalentamiento y regeneración -- Ciclos ideales de propulsión por reacción -- Análisis de ciclo de potencia de gas con base en la segunda ley -- Temas de interés especial: ahorro de combustible y dinero al manejar con sensatez -- Ciclos de potencia de vapor combinados -- El ciclo de vapor de Carnot -- Ciclo Rankine: el ciclo ideal para los ciclos de potencia de vapor -- Desviación de los ciclo de potencia de vapor reales respecto de los idealizados -- ¿Cómo incrementar la eficiencia del ciclo Rankine? -- El ciclo Rankine ideal con recalentamiento -- El ciclo Rankine ideal regenerativo -- Análisis de ciclos de potencia de vapor con base en la segunda ley -- Cogeneración -- Ciclos de potencia combinados de gas y vapor -- Tema de interés especial: ciclos binarios de vapor -- Ciclos de refrigeración -- Refrigeradores y bombas de calor -- El ciclo invertido de Carnot -- El ciclo ideal de refrigeración por compresión de vapor -- Análisis de la segunda ley del ciclo de refrigeración por compresión de vapor -- Selección del refrigerante adecuado -- Sistemas de bombas de calor -- Sistemas innovadores de refrigeración por compresión de vapor -- Ciclos de refrigeración de gas -- Sistemas de refrigeración por absorción -- Temas de interés especial: sistemas termoeléctricos de generación de potencia y de refrigeración -- Relaciones de propiedades termodinámicas -- Un poco de matemáticas: derivadas parciales y relaciones asociadas -- Relaciones de Maxwell -- La ecuación de Clapeyron -- Relaciones generales para du, dh, ds, cu y cp -- El coeficente de Joule-Thomson -- Cambios en la entalpía de gases reales -- Cambios en la energía interna de gases ideales -- Cambios de entropía de gases reales -- Mezcla de gases -- Composición de una mezcla de gases: fracciones molares y de masa -- Comportamiento P-u-T de mezclas de gases: gases ideales y reales -- Propiedades de mezclas de gases ideales y reales -- Tema de interés especial: potencial químico y el trabajo de separación de mezclas -- Mezclas de gas-vapor y acondicionamiento de aire -- Aire seco y aire atmosférico -- Humedad específica y relativa del aire -- Temperatura de punto de rocío -- Temperaturas de saturación adiabática y de bulbo húmedo -- La carta psicrométrica -- Comodidad humana y acondicionamiento de aire -- Procesos de acondicionamiento de aire -- Procesos de acondicionamiento de aire -- Reacciones químicas -- Combustibles y combustión -- Procesos de combustión teórica y real -- Entalpía de formación y entalpía de combustión -- Análisis de sistemas reactivos con base en la primera ley -- Temperatura de flama adiabática -- Cambio de entropía de sistemas reactivos -- Análisis de sistemas reactivos con base en la segunda ley -- Tema de interés especial: celdas de combustible -- Equilibrio químico y de fase -- Criterio para el equilibrio químico -- La constante de equilibrio para mezclas de gases ideales -- Algunas observaciones respecto a la Kp de las mezclas de gases ideales -- Equilibrio químico para reacciones simultáneas -- Variación de Kp con la temperatura -- Equilibrio de fase -- Flujo comprensible -- Propiedades de estancamiento -- Velocidad del sonido y número de Mach -- Flujo isentrópico unidimensional -- Flujo isentrópico a través de toberas aceleradoras -- Ondas de choque y ondas de expansión -- Flujo de un ducto con transferencia de calor y fricción insignificante (flujo de Rayleigh) -- Capítulo en la web: Energía renovable, energía solar, energía eólica, energía hidráulica, energía geotérmica, energía de biomasa.