18.7
Conservación de la energía en el volumen de control
La primera ley de la termodinámica establece que la tasa de cambio de la energía total almacenada en un sistema es igual a la tasa neta de calor y trabajo transferidos a un sistema.
Para un volumen de control que coincide con el sistema en un momento dado, el calor neto y el trabajo que entran en el sistema son iguales al calor neto y al trabajo que entra en el volumen de control.
Para este sistema y volumen de control coincidente, se aplica el Teorema de Transporte de Reynolds.
La tasa total de cambio de energía dentro del volumen de control está determinada tanto por la tasa de cambio de tiempo en la energía almacenada como por el flujo neto de energía a través del límite.
La energía que fluye a través del límite incluye las contribuciones del calor y el trabajo, como el trabajo del eje y el trabajo a presión.
El trabajo en el eje es el resultado de la rotación de componentes como las turbinas, mientras que las tensiones de los fluidos producen trabajo a presión.
La ecuación general de energía combina todos los elementos: energía almacenada, calor, trabajo en el eje y trabajo en presión debido a tensiones normales.
Esta ecuación representa la conservación de energía en los sistemas de fluidos, incorporando la transferencia de calor, el trabajo del eje y las fuerzas de presión en la superficie de control.
Considere una turbina que funciona en condiciones de flujo constante. El volumen de control se dibuja alrededor de la turbina, con fluido entrando en…
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