El caso más general de aplicación del primer principio de la termodinámica es el de un sistema abierto, fluido, que puede desplazarse por un conducto.

Supongamos que el desplazamiento se realiza sin rozamiento y en régimen estacionario o permanente, es decir que todo el fluido que penetra por la sección de entrada es igual al que se escapa por la salida.

Expresión general del Primer Principio para sistemas abiertos

Si consideramos que circula la unidad de masa del fluido, que la velocidad es ω1 y a la salida ω2 que la altura de la sección de entrada es h1 y la de la salida h2 y que mientras circula el sistema absorbe una cantidad de calor Q y realiza un trabajo (de circulación) WC, aplicando el Primer Principio, tenemos de (5):

Q =(U2 − U1) + W = ΔU + W

Donde W incluye todas las formas de energía que intervienen en el proceso excepto la energía calorífica y la variación de energía interna.

En consecuencia será:

Expresión general del Primer Principio para sistemas abiertos

Donde Expresión general del Primer Principio para sistemas abiertos es la variación de energía cinética de la unidad de masa, h2g − h1g la variación de energía potencial y p2 v2 − p1 v1 la diferencia entre el trabajo realizado por el sistema contra el medio para salir y el trabajo realizado por el medio sobre el sistema para introducirlo.

Reemplazando:

Expresión general del Primer Principio para sistemas abiertos

Que también se puede escribir:

Expresión general del Primer Principio para sistemas abiertos (20)

Esta es la ecuación del Primer Principio de la Termodinámica aplicable a la teoría de la circulación de fluidos y al estudio de las máquinas térmicas.

Dom, 10/08/2008 - 19:26