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La termodinámica, componente fundamental de muchos campos de las ciencias y la ingeniería, se
basa en leyes de aplicación universal. Sin embargo, las aplicaciones más importantes de esas leyes,
y los materiales y procesos de mayor interés, son diferentes de una rama de las ciencias o la ingeniería
a otras. Por lo tanto, consideramos de gran utilidad presentar este material desde la perspectiva
de la ingeniería química, con énfasis en la aplicación de los principios termodinámicos a los materiales
y los procesos que enfrentan más a menudo los ingenieros químicos.
El texto está estructurado para alternar entre el desarrollo de los principios de la termodinámica
y la correlación y el uso de las propiedades termodinámicas, al igual que entre la teoría y las
aplicaciones.
Tabla de contenidos:
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Capítulo 1: Introducción
Capítulo 1: Introducción
1.1 PANORAMA DE LA TERMODINÁMICA
1.1PANORAMA DE LA TERMODINÁMICA
1.2 SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
1.2SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
1.3 MEDIDA DE LA CANTIDAD O TAMAÑO
1.3MEDIDA DE LA CANTIDAD O TAMAÑO
1.4 TEMPERATURA
1.4TEMPERATURA
1.5 PRESIÓN
1.5PRESIÓN
1.6 TRABAJO
1.6TRABAJO
1.7 ENERGÍA
1.7ENERGÍA
1.8 CALOR
1.8CALOR
1.9 SINOPSIS
1.9SINOPSIS
1.10 PROBLEMAS
1.10PROBLEMAS
Capítulo 2: La primera ley y otros conceptos básicos
Capítulo 2: La primera ley y otros conceptos básicos
2.1 EXPERIMENTOS DE JOULE
2.1EXPERIMENTOS DE JOULE
2.2 ENERGÍA INTERNA
2.2ENERGÍA INTERNA
2.3 LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
2.3LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
2.4 BALANCE DE ENERGÍA PARA SISTEMAS CERRADOS
2.4BALANCE DE ENERGÍA PARA SISTEMAS CERRADOS
2.5 EQUILIBRIO Y ESTADO TERMODINÁMICO
2.5EQUILIBRIO Y ESTADO TERMODINÁMICO
2.6 EL PROCESO REVERSIBLE
2.6EL PROCESO REVERSIBLE
2.7 PROCESOS REVERSIBLES EN UN SISTEMA CERRADO; ENTALPÍA
2.7PROCESOS REVERSIBLES EN UN SISTEMA CERRADO; ENTALPÍA
2.8 CAPACIDAD CALORÍFICA
2.8CAPACIDAD CALORÍFICA
2.9 BALANCES DE MASA Y ENERGÍA PARA SISTEMAS ABIERTOS
2.9BALANCES DE MASA Y ENERGÍA PARA SISTEMAS ABIERTOS
2.10 SINOPSIS
2.10SINOPSIS
2.11 PROBLEMAS
2.11PROBLEMAS
Capítulo 3: Propiedades volumétricas de los fluidos puros
Capítulo 3: Propiedades volumétricas de los fluidos puros
3.1 LA REGLA DE LA FASE
3.1LA REGLA DE LA FASE
3.2 COMPORTAMIENTO PVT DE SUSTANCIAS PURAS
3.2COMPORTAMIENTOPVTDE SUSTANCIAS PURAS
3.3 GAS IDEAL Y ESTADO DE GAS IDEAL
3.3GAS IDEAL Y ESTADO DE GAS IDEAL
3.4 ECUACIONES DE ESTADO VIRIALES
3.4ECUACIONES DE ESTADO VIRIALES
3.5 APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES VIRIALES
3.5APLICACIÓN DE LAS ECUACIONES VIRIALES
3.6 ECUACIONES DE ESTADO CÚBICAS
3.6ECUACIONES DE ESTADO CÚBICAS
3.7 CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA GASES
3.7CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA GASES
3.8 CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA LOS LÍQUIDOS
3.8CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA LOS LÍQUIDOS
3.9 SINOPSIS
3.9SINOPSIS
3.10 PROBLEMAS
3.10PROBLEMAS
Capítulo 4: Efectos térmicos
Capítulo 4: Efectos térmicos
4.1 EFECTOS DE CALOR SENSIBLE
4.1EFECTOS DE CALOR SENSIBLE
4.2 CALORES LATENTES DE SUSTANCIAS PURAS
4.2CALORES LATENTES DE SUSTANCIAS PURAS
4.3 CALOR ESTÁNDAR DE REACCIÓN
4.3CALOR ESTÁNDAR DE REACCIÓN
4.4 CALOR ESTÁNDAR DE FORMACIÓN
4.4 CALOR ESTÁNDAR DE FORMACIÓN
4.5 CALOR ESTÁNDAR DE COMBUSTIÓN
4.5 CALOR ESTÁNDAR DE COMBUSTIÓN
4.6 DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA DE ΔH°
4.6 DEPENDENCIA DE LA TEMPERATURA DE ΔH°
4.7 EFECTOS TÉRMICOS DE LAS REACCIONES INDUSTRIALES
4.7 EFECTOS TÉRMICOS DE LAS REACCIONES INDUSTRIALES
4.8 SINOPSIS
4.8 SINOPSIS
4.9 PROBLEMAS
4.9 PROBLEMAS
Capítulo 5:La segunda ley de la termodinámica
Capítulo 5:La segunda ley de la termodinámica
5.1 ENUNCIADOS AXIOMÁTICOS DE LA SEGUNDA LEY
5.1ENUNCIADOS AXIOMÁTICOS DE LA SEGUNDA LEY
5.2 MÁQUINAS TÉRMICAS Y BOMBAS DE CALOR
5.2MÁQUINAS TÉRMICAS Y BOMBAS DE CALOR
5.3 MÁQUINA DE CARNOT CON UN FLUIDO DE TRABAJO EN ESTADO DE GAS IDEAL
5.3MÁQUINA DE CARNOT CON UN FLUIDO DE TRABAJO EN ESTADO DE GAS IDEAL
5.4 ENTROPÍA
5.4ENTROPÍA
5.5 CAMBIOS DE ENTROPÍA PARA EL ESTADO DE GAS IDEAL
5.5CAMBIOS DE ENTROPÍA PARA EL ESTADO DE GAS IDEAL
5.6 BALANCE DE ENTROPÍA PARA SISTEMAS ABIERTOS
5.6BALANCE DE ENTROPÍA PARA SISTEMAS ABIERTOS
5.7 CÁLCULO DEL TRABAJO IDEAL
5.7CÁLCULO DEL TRABAJO IDEAL
5.8 TRABAJO PERDIDO
5.8TRABAJO PERDIDO
5.9 LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
5.9LA TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
5.10 LA ENTROPÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA MICROSCÓPICO
5.10LA ENTROPÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA MICROSCÓPICO
5.11 SINOPSIS
5.11SINOPSIS
5.12 PROBLEMAS
5.12PROBLEMAS
Capítulo 6: Propiedades termodinámicas de los fluidos
Capítulo 6: Propiedades termodinámicas de los fluidos
6.1 RELACIONES DE PROPIEDADES FUNDAMENTALES
6.1RELACIONES DE PROPIEDADES FUNDAMENTALES
6.2 PROPIEDADES RESIDUALES
6.2PROPIEDADES RESIDUALES
6.3 PROPIEDADES RESIDUALES A PARTIR DE ECUACIONES DE ESTADO VIRIALES
6.3PROPIEDADES RESIDUALES A PARTIR DE ECUACIONES DE ESTADO VIRIALES
6.4 CORRELACIONES DE PROPIEDAD GENERALIZADAS PARA GASES
6.4CORRELACIONES DE PROPIEDAD GENERALIZADAS PARA GASES
6.5 SISTEMAS DE DOS FASES
6.5SISTEMAS DE DOS FASES
6.6 DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS
6.6DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS
6.7 TABLAS DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS
6.7TABLAS DE PROPIEDADES TERMODINÁMICAS
6.8 SINOPSIS
6.8SINOPSIS
6.9 ANEXO. PROPIEDADES RESIDUALES EN EL LÍMITE DE PRESIÓN CERO
6.9ANEXO.PROPIEDADES RESIDUALES EN EL LÍMITE DE PRESIÓN CERO
6.10 PROBLEMAS
6.10PROBLEMAS
Capítulo 7: Aplicaciones de la termodinámica a los procesos de flujo
Capítulo 7: Aplicaciones de la termodinámica a los procesos de flujo
7.1 FLUJO EN CONDUCTOS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
7.1FLUJO EN CONDUCTOS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
7.2 TURBINAS (EXPANSORES)
7.2TURBINAS (EXPANSORES)
7.3 PROCESOS DE COMPRESIÓN
7.3PROCESOS DE COMPRESIÓN
7.4 SINOPSIS
7.4SINOPSIS
7.5 PROBLEMAS
7.5PROBLEMAS
Capítulo 8: Producción de energía a partir de calor
Capítulo 8: Producción de energía a partir de calor
8.1 LA CENTRAL ELÉCTRICA A VAPOR
8.1LA CENTRAL ELÉCTRICA A VAPOR
8.2 MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
8.2MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
8.3 MOTOR DE REACCIÓN; MOTOR DE COHETE
8.3MOTOR DE REACCIÓN; MOTOR DE COHETE
8.4 SINOPSIS
8.4SINOPSIS
8.5 PROBLEMAS
8.5PROBLEMAS
Capítulo 9: Refrigeración y licuefacción
Capítulo 9: Refrigeración y licuefacción
9.1 EL REFRIGERADOR DE CARNOT
9.1EL REFRIGERADOR DE CARNOT
9.2 EL CICLO DE COMPRESIÓN DE VAPOR
9.2EL CICLO DE COMPRESIÓN DE VAPOR
9.3 LA ELECCIÓN DEL REFRIGERANTE
9.3LA ELECCIÓN DEL REFRIGERANTE
9.4 REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
9.4REFRIGERACIÓN POR ABSORCIÓN
9.5 LA BOMBA DE CALOR
9.5LA BOMBA DE CALOR
9.6 PROCESOS DE LICUEFACCIÓN
9.6PROCESOS DE LICUEFACCIÓN
9.7 SINOPSIS
9.7SINOPSIS
9.8 PROBLEMAS
9.8PROBLEMAS
Capítulo 10: Termodinámica de soluciones: teoría
Capítulo 10: Termodinámica de soluciones: teoría
10.1 RELACIÓN DE PROPIEDAD FUNDAMENTAL
10.1RELACIÓN DE PROPIEDAD FUNDAMENTAL
10.2 EL POTENCIAL QUÍMICO Y EL EQUILIBRIO
10.2EL POTENCIAL QUÍMICO Y EL EQUILIBRIO
10.3 PROPIEDADES PARCIALES
10.3PROPIEDADES PARCIALES
10.4 MODELO DE MEZCLA EN EL ESTADO DE GAS IDEAL
10.4MODELO DE MEZCLA EN EL ESTADO DE GAS IDEAL
10.5 FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD: ESPECIES PURAS
10.5FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD: ESPECIES PURAS
10.6 FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD: ESPECIES EN SOLUCIÓN
10.6FUGACIDAD Y COEFICIENTE DE FUGACIDAD: ESPECIES EN SOLUCIÓN
10.7 CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA COEFICIENTES DE FUGACIDAD
10.7CORRELACIONES GENERALIZADAS PARA COEFICIENTES DE FUGACIDAD
10.8 MODELO DE SOLUCIÓN IDEAL
10.8MODELO DE SOLUCIÓN IDEAL
10.9 PROPIEDADES DE EXCESO
10.9PROPIEDADES DE EXCESO
10.10 SINOPSIS
10.10SINOPSIS
10.11 PROBLEMAS
10.11PROBLEMAS
Capítulo 11: Procesos de mezclado
Capítulo 11: Procesos de mezclado
11.1 CAMBIOS DE PROPIEDAD DE MEZCLADO
11.1CAMBIOS DE PROPIEDAD DE MEZCLADO
11.2 EFECTOS TÉRMICOS DE LOS PROCESOS DE MEZCLADO
11.2EFECTOS TÉRMICOS DE LOS PROCESOS DE MEZCLADO
11.3 SINOPSIS
11.3SINOPSIS
11.4 PROBLEMAS
11.4PROBLEMAS
Capítulo 12: Equilibrio de fases: introducción
Capítulo 12: Equilibrio de fases: introducción
12.1 LA NATURALEZA DEL EQUILIBRIO
12.1LA NATURALEZA DEL EQUILIBRIO
12.2 LA REGLA DE LAS FASES. TEOREMA DE DUHEM
12.2LA REGLA DE LAS FASES.TEOREMA DE DUHEM
12.3 EQUILIBRIO VAPOR/LÍQUIDO: COMPORTAMIENTO CUALITATIVO
12.4 EL EQUILIBRIO Y LA ESTABILIDAD DE LAS FASES
12.4EL EQUILIBRIO Y LA ESTABILIDAD DE LAS FASES
12.5 EQUILIBRIO VAPOR/LÍQUIDO/LÍQUIDO
12.5EQUILIBRIO VAPOR/LÍQUIDO/LÍQUIDO
12.6 SINOPSIS
12.6SINOPSIS
12.7 PROBLEMAS
12.7PROBLEMAS
Capítulo 13: Formulaciones termodinámicas para el equilibrio vapor/líquido
Capítulo 13: Formulaciones termodinámicas para el equilibrio vapor/líquido
13.1 LA ENERGÍA DE GIBBS DE EXCESO Y LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD
13.1LA ENERGÍA DE GIBBS DE EXCESO Y LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD
13.2 LA FORMULACIÓN GAMMA/PHI DEL EVL
13.2LA FORMULACIÓN GAMMA/PHI DEL EVL
13.3 SIMPLIFICACIONES: LA LEY DE RAOULT, LA LEY DE RAOULT MODIFICADA Y LA LEY DE HENRY
13.3SIMPLIFICACIONES: LA LEY DE RAOULT, LA LEY DE RAOULT MODIFICADA Y LA LEY DE HENRY
13.4 CORRELACIONES PARA LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD DE LA FASE LÍQUIDA
13.4CORRELACIONES PARA LOS COEFICIENTES DE ACTIVIDAD DE LA FASE LÍQUIDA
13.5 AJUSTE DE LOS MODELOS DEL COEFICIENTE DE ACTIVIDAD A LOS DATOS EVL
13.5AJUSTE DE LOS MODELOS DEL COEFICIENTE DE ACTIVIDAD A LOS DATOS EVL
13.6 LAS PROPIEDADES RESIDUALES MEDIANTE ECUACIONES CÚBICAS DE ESTADO
13.6LAS PROPIEDADES RESIDUALES MEDIANTE ECUACIONES CÚBICAS DE ESTADO
13.7 EVL A PARTIR DE ECUACIONES CÚBICAS DE ESTADO
13.7EVL A PARTIR DE ECUACIONES CÚBICAS DE ESTADO
13.8 CÁLCULOS FLASH
13.8CÁLCULOS FLASH
13.9 SINOPSIS
13.9SINOPSIS
13.10 PROBLEMAS
13.10PROBLEMAS
Capítulo 14: El equilibrio en las reacciones químicas
Capítulo 14 : El equilibrio en las reacciones químicas
14.1 LA COORDENADA DE REACCIÓN
14.1LA COORDENADA DE REACCIÓN
14.2 APLICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE EQUILIBRIO A LAS REACCIONES QUÍMICA
14.2APLICACIÓN DE LOS CRITERIOS DE EQUILIBRIO A LAS REACCIONES QUÍMICAS
14.3 EL CAMBIO EN LA ENERGÍA DE GIBBS ESTÁNDAR Y LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
14.3EL CAMBIO EN LA ENERGÍA DE GIBBS ESTÁNDARY LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
14.4 EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
14.4EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO
14.5 EVALUACIÓN DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
14.5EVALUACIÓN DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO
14.6 RELACIÓN DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO CON LA COMPOSICIÓN
14.6RELACIÓN DE LAS CONSTANTES DE EQUILIBRIO CON LA COMPOSICIÓN
14.7 CONVERSIONES DE EQUILIBRIO PARA REACCIONES INDIVIDUALES
14.7CONVERSIONES DE EQUILIBRIO PARA REACCIONES INDIVIDUALES
14.8 LA REGLA DE LAS FASES Y EL TEOREMA DE DUHEM PARA LOS SISTEMAS REACTIVOS
14.8LA REGLA DE LAS FASES Y EL TEOREMA DE DUHEMPARA LOS SISTEMAS REACTIVOS
14.9 EQUILIBRIOS DE REACCIONES MÚLTIPLES
14.9EQUILIBRIOS DE REACCIONES MÚLTIPLES
14.10 CELDAS DE COMBUSTIBLE
14.10CELDAS DE COMBUSTIBLE
14.11 SINOPSIS
14.11SINOPSIS
14.12 PROBLEMAS
14.12PROBLEMAS
Capítulo 15: Temas en los equilibrios de fases
Capítulo 15: Temas en los equilibrios de fases
15.1 EQUILIBRIO LÍQUIDO/LÍQUIDO
15.1EQUILIBRIO LÍQUIDO/LÍQUIDO
15.2 EQUILIBRIO VAPOR/LÍQUIDO/LÍQUIDO (EVLL)
15.2EQUILIBRIO VAPOR/LÍQUIDO/LÍQUIDO (EVLL)
15.3 EQUILIBRIO SÓLIDO/LÍQUIDO (ESL)
15.3EQUILIBRIO SÓLIDO/LÍQUIDO (ESL)
15.4 EQUILIBRIO SÓLIDO/VAPOR (ESV)
15.4EQUILIBRIO SÓLIDO/VAPOR (ESV)
15.5 ADSORCIÓN DE EQUILIBRIO DE GASES EN LOS SÓLIDOS
15.5ADSORCIÓN DE EQUILIBRIO DE GASES EN LOS SÓLIDOS
15.6 EQUILIBRIO OSMÓTICO Y PRESIÓN OSMÓTICA
15.6EQUILIBRIO OSMÓTICO Y PRESIÓN OSMÓTICA
15.7 SINOPSIS
15.7SINOPSIS
15.8 PROBLEMAS
15.8PROBLEMAS
Capítulo 16 Análisis termodinámico de los procesos
Capítulo 16 Análisis termodinámico de los procesos
16.1 ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PROCESOS DE FLUJO DE ESTADO UNIFORME
16.1ANÁLISIS TERMODINÁMICO DE LOS PROCESOS DE FLUJO DE ESTADO UNIFORME
16.2 SINOPSIS
16.2 SINOPSIS
16.3 PROBLEMAS
16.3 PROBLEMAS
Apéndice
Apéndice A: Factores de conversión y valores de la constante de los gases
Apéndice B: Propiedades de las especies puras
Apéndice C: Capacidades caloríficas y cambios de propiedades de formación
Apéndice D: Tablas de correlación generalizada de Lee/Kesler
Apéndice E: Tablas de vapor
Apéndice F: Diagramas termodinámicos
Apéndice G: Método UNIFAC
Apéndice H: Método de Newton
Índice analítico
Índice analítico
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