Termodinámica para ingenieros químicos

Termodinámica para ingenieros químicos

Autor / Author: Rafael Nieto Carlier, Celina González Fernández, Ignacio López Paniagua,otros
Editorial / Publisher: Distrididactika
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Tipo: Libro impreso / Print book

Encuadernación / Binding: Tapa blanda / Paperback

Tamaño / Size: 17 x 24 cm

Páginas / Pages: 430

Resumen / Summary:

Autor / Author: Rafael Nieto Carlier, Celina González Fernández, Ignacio López Paniagua,otros
Editorial / Publisher: Distrididactika
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Tabla de contenido / Table of contents:


LISTA DE SIMBOLOS 

PRÓLOGO 

1. CONCEPTOS BÁSICOS

1.1. Objeto de la Termodinámica 

1.2. Sistema, contorno y entorno 

1.3. Clasificación de contornos y sistemas 

1.4. Estado. Equilibrio 

1.5. Variables y funciones de estado 

1.6. Proceso termodinámico 

1.7. Clasificación de los procesos 

2. PRINCIPIOS EN SISTEMAS CERRADOS 

2.1. Equilibrio térmico 

2.2. Principio Cero 

2.2.1. Temperatura empírica 

2.2.2. Escalas de temperatura 

2.3. Primer Principio en sistemas cerrados 

2.3.1. Trabajo mecánico 

2.3.2. Generalización del trabajo 
 
2.3.3. Sistemas cerrados en reposo 

2.3.4. Aditividad de la energía interna 

2.3.5. Sistemas en movimiento 

2.4. Segundo Principio 
 
2.4.1. Máquina biterma

2.4.2. Ciclo de Carnot 

2.4.3. Teorema de Carnot

2.4.4. Temperatura termodinámica 

2.4.5. Igualdad y desigualdad de Clausius 

2.4.6. Balance entrópico en procesos adiabáticos 

2.4.7. Postulado de aditividad 

3. CONSECUENCIAS y COMPORTAMIENTO LíMITE A PRESIÓN NULA 

3.1. Balance entrópico en sistemas compuestos 

3.1.1. Generación entrópica externa 

3.1.2. Máquinas bitermas 

3.1.3. Máquinas tritermas 

3.2. Función disipación 

3.3. Concepto de exergía en sistemas cerrados 

3.4. Balance de exergía 

3.5. Ecuación de Gibbs 

3.6. Potenciales energéticos 

3.6.1. Primeras derivadas 

3.6.2. Coeficientes térmicos
 
3.6.3. Coeficientes calóricos 

3.6.4. Relaciones de Maxwell y ecuación entrópica 

3.6.5. Mínima información 

3.7. Potenciales entrópicos
 
3.8. Modelo de gas ideal 

3.9. Sistema simple formado por un gas ideal 

3.9.1. Proceso isócoro 

3.9.2. Proceso isóbaro
 
3.9.3. Proceso isotermo
 
3.9.4. Proceso adiabático 

3.10. Procesos politrópicos 

3.11. Ecuación térmica en el límite de presión nula 

3.12. Ecuación calórica en el límite de presión nula
 
3.13. Ecuaciones características de un sistema monocomponente abierto 

3.14. Ecuaciones características de un sistema cerrado fuera del equilibrio (monorreactivo) 

3.15. Problemas 

4. EQUILIBRIO y ESTABILIDAD TERMODINÁMICOS
 
4.1. Condición general de equilibrio estable 

4.2. Criterios de Gibbs 

4.3. Equilibrio y estabilidad de un sistema homogéneo 

4.4. Equilibrio en un sistema heterogéneo 

4.5. Transiciones de fase. Estados metastables

4.6. Estado crítico. Criterio de Gibbs 

4.7. Recta triple

4.8. Aplicación técnica de la inestabilidad: fenómeno BLEVE 

5. SISTEMA MONARIO POLIFÁSICO 

5.1. Variables de estado de un sistema polifásico 

5.2. Diagrama h-v(T) 

5.3. Superficie PvT de una sustancia pura 

6. ECUACIONES DE ESTADO DE LAS SUSTANCIAS PURAS 

6.1. Generalidades 

6.2. Ecuaciones de estado térmico 

6.2.1. Van der Waals (1873) 

6.2.2. Redlich-Kwong (1949) 

6.2.3. Soave (1972) .

6.2.4. Peng-Robinson (1976) 

6.2.5. Benedict-Webb-Rubin (1940) 

6.2.6. Lee-Kesler (1975) 

6.2.7. Wu-Stiel (1985) .

6.2.8. Ecuaciones del virial (K. Onnes 1901) 

6.2.9. Ecuaciones para líquidos y sólidos 

6.2.10. Factor de compresibilidad crítico (1955) 

6.2.11. Factor acéntrico (Pitzer, 1961) 

6.3. Estimaciones del calor específico (c:)
 
6.4. Equilibrio líquido-vapor 

6.4.1. Ecuación de Clapeyron con dos parámetros 

6.4.2. Ecuación de Antoine (1888) 

6.4.3. Ecuaciones de Rankine-Kirchoff y Riedel (1954) 

6.4.4. Diagrama de Othmer-Cox 

6.4.5. Ecuación de Lee-Kesler (1975)
 
6.4.6. Campo de aplicación de cada ecuación 

6.5. Cálculo del calor latente de vaporización 

6.6. Problemas 

7. DISCREPANCIAS

V FUGACIDAD 

7.1. Discrepancias 

7.2. Fugacidad y coeficiente de fugacidad 

7.2.1. Definición 

7.2.2. Variación de f(!; P) 

7.2.3. Equilibrio de fases 

7.2.4. Fugacidad de las fases condensadas 

7.3. Problemas 

8. SISTEMAS ABIERTOS. ECUACIONES GENERALES 

8.1. Introducción 

8.1.1. Consideraciones generales 

8.1.2. Metodología general 

8.2. Balance de masa 

8.3. Balance de energía
 
8.3.1. Trabajo en sistemas abiertos. Trabajo técnico 

8.3.2. Expresión del balance 

8.4. Balance de entropía 

8.5. Balance de exergía

Exergía de flujo 

8.5.1. Balance de exergía 

8.5.2. Significado físico de la exergía de flujo 

8.5.3. Diagramas de exergía 

9. SISTEMAS ABIERTOS. APLICACIONES
 
9.1. Ecuaciones generales en procesos estacionarios 

9.2. Balance de ímpetu como energía

9.3. Procesos de derrame 

9.3.1. Derrame adiabático 

9.3.2. Teorema de Bernouilli
 
9.3.3. Cambiadores de calor y calderas 

9.4. Procesos con trabajo 

9.4.1. Proceso adiabático 
 
9.4.2. Proceso no adiabático 

9.4.3. Bombeo de líquidos 

9.5. Llenado y vaciado de depósitos 

9.6. Otros procesos no estacionarios
 
9.7. Problemas
 
10. TERMODINÁMICA ESTADíSTICA y TERCER PRINCIPIO 

10.1. Sistema. Primer Principio

Irreversibilidad 


10.2. Microestado. Función de onda 

10.3. Estados cuánticos estacionarios 
 
10.4. Conjuntos gibbsianos 

10.5. Postulado estadístico
 
10.6. Conjunto microcanónico

10.7. Conjunto canónico 

10.7.1. Función de partición canónica

Relaciones termodinámicas 

10.8. Partículas independientes 

10.8.1. Partícula en una caja. Niveles energéticos y degeneroción 

10.8.2. Rotación 

10.8.3. Vibración 

10.8.4. Espín 

10.8.5. Dos partículas en una caja. Fermiones y bosones
 
10.8.6. Modelo de gas ideal. Constante de Boltzmann 

10.9. Entropía y número de estados accesibles 

10.10.Tercer Principio 

10.10.1.Teorema de inaccesibilidad del cero absoluto 

10.10.2. Teorema del calor de Nernst 

10.10.3.Algunas consecuencias del Tercer Principio 

11. APLICACIONES DE LA TERMODINÁMICA ESTADíSTICA 

11.1. Sistemas de partículas independientes 

11.1.1. Estadísticas cuánticas y clásica corregida 

11.1.2. Gas ideal clásico 

11.2. Gases reales 

11.2.1. Función de partición de canfiguración 

11.2.2. Primera aproximación: segundo coeficiente virial 

11.2.3. Principales interacciones de dos partículas no iónicas (moléculas o átomos)
 
11.2.4. Expresión general del potencial intermolecular 
 
11.2.5. Cálculo del segundo coeficiente virial 

11.2.6. Segunda aproximación: tercer coeficiente virial 

11.2.7. Ecuación del virial 

12. SISTEMAS HOMOGÉNEOS MULTICOMPONENTES
 
12.1. Ecuaciones de estado características 

12.2. Propiedades molares parciales 

12.3. Ecuación de Gibbs-Duhem 

12.4. Determinación de propiedades parciales 

12.5. Relaciones termodinámicas entre propiedades parciales 

12.6. Relaciones de Maxwell 

12.7. Variación del potencial químico con la presión y la temperatura 

12.8. Propiedades de mezcla 

12.9. Fugacidad y coeficiente de fugacidad de un componente en una mezcla
 
12.10. Actividad y coeficiente de actividad 

13. EQUILIBRIO EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES y REACTIVOS 

13.1. Grado de avance de una reacción 

13.2. Función normal de reacción 

13.3. Condiciones de equilibrio 

13.4. Regla de las fases 

13.5. Ecuaciones de equilibrio en sistemas físicos 

13.6. Pendientes en T, x y P, x 

14. MODElOS IDEALES DE MEZCLA. MEZCLAS REALES 

14.1. Modelos ideales de mezcla 

14.2. Mezcla ideal de Lewis-Randall 

14.2.1. Definición 

14.2.2. Propiedades del modelo 

14.3. Mezcla de gases ideales 

14.3.1. Definición 

14.3.2. Ecuación térmica y ley de Dalton 

14.4. Propiedad excesiva 

14.5. Modelo de Henry 

14.5.1. Definición 

14.5.2. Propiedades del modelo 

14.5.3. Comportamiento límite de las mezclas reales 
 
14.6. Calor integral y diferencial de disolución 

14.7. Propiedades coligativas 

14.7.1. Elevación del punto de ebullición 

14.7.2. Descenso del punto de congelación 

14.7.3. Presión osmótica 

14.8. Problemas 

15. ECUACIONES DE ESTADO EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES 

15.1. Introducción 

15.2. Ecuaciones térmicas analíticas 

15.2.1. Ecuación del virial 

15.2.2. Ecuaciones cúbicas 

15.2.3. Ecuaciones para líquidos 

15.3. Ecuaciones térmicas generalizadas 

15.4. Calor específico de gases 

15.5. Calor específico de líquidos 

15.6. Cálculo de propiedades 

15.6.1. Cálculo mediante discrepancias 

15.6.2. Cálculo de ø¡ a partir de una ecuación térmica 

en forma de correlación generalizada 

15.7. Ecuaciones modelo para gE 

15.7.1. Influencia de P y T en los coeficientes de actividad 

15.7.2. Estimaciones de gE para sistemas binarios
 
15.8. Estimación de coeficientes de actividad 

15.8.1. Método de la solución regular 

15.8.2. Coeficientes de actividad a dilución infinita 

15.8.3. Método del azeótrapo 

15.8.4. Método de los coeficientes de reparto 

15.8.5. Método UN/FAC

15.9. Extensión de los modelos para gE a sistemas de más de dos componentes 

15.9.1. Extensión de la formulación de Wohl a tres componentes 

15.9.2. Extensión de las formulaciones de Wilson, Renon y UN/QUAC 

15.10. Problemas 

16. APLICACIONES AL EQUILIBRIO CON FASES FLUIDAS 

16.1. Formulación práctica de las condiciones de equilibrio L-V 

16.2. Casos de tratamiento simplificado 
 
16.3. Equilibrio L-V en sistemas binarios a presiones moderadas 

16.3.1. Superficies de equilibrio y diagramas isotérmico e isobárico 

16.3.2. Determinación de los diagramas isotérmico e isobárico a bajas presiones 

16.3.3. Nociones del equilibrio L-V a altas presiones

16.4. Equilibrio L-L 

16.4.1. Equilibrio L-L con C componentes 

16.4.2. Equilibrio L-L en sistema binario 

16.5. Equilibrios en sistemas ternarios 

16.5.1. Diagramas triangulares 

16.5.2. Diagramas ternarios de equilibrio entre fases líquidas 

16.5.3. Diagramas ternarios con fases sólidas y líquidas 

16.6. Problemas 

17. SISTEMAS CON CAPACIDAD DE REACCiÓN QUíMICA 

17.1. Introducción 

17.2. Función parcial de reacción 

17.2.1. Variación de la entalpía parcial de reacción con la temperatura y la presión 

17.3. Método práctico de cálculo de AZ 

17.4. Cálculo de tu AZ

17.5. Formulación práctica del equilibrio químico 

17.5.1. Métodos de cálculo de la constante de equilibrio 

17.5.2. Determinación de la composición de equilibrio 

17.5.3. Influencia de las condiciones de reacción en el grado de avance de equilibrio 

17.6. Sistemas heterogéneos 

17.7. Sistemas con varias reacciones 

17.8. Exergía química 

17.8.1. Balance de exergía total en sistema abierto 

17.8.2. Sustancias de referencia 

17.8.3. Sustancias puras 

17.8.4. Exergía química de una mezcla 

17.9. Problemas 

18. SOLUCIONES IÓNICAS 

18.1. Potencial químico de un electrolito. Potenciales iónicos 

18.2. Actividades iónicas 

18.3. Equilibrio de fases de un electrolito. Producto de solubilidad

18.4. Ley límite de Debye-Hückel

18.5. Propiedades coligativas
 
18.5.1. Elevación del punto de ebullición 

18.5.2. Descenso del punto de congelación 

18.5.3. Presión osmótica 

18.6. Pilas reversibles. Ley de Nernst 

18.7. Problemas 

A. UNIDADES y MEDIDAS 

A.1. Sistema Internacional 

A1.1. Magnitudes fundamentales 

A1.2. Prefijos internacionales 

A.1.3. Ortografía 

A1.4. Unidades derivadas (ejemplos frecuentes) 

A1.5. Unidades no SI admitidas .

A1.6. Ejemplos de unidades no admitidas 

A.2. Algunas constantes importantes 
 
A.3. Escala Práctica Internacional de temperaturas 

B. RECORDATORIO MATEMÁTICO 

B.1. Transformadas de Legendre 

B.2. Teorema de Euler (funciones homogéneas) 

B.3. Propiedades de las derivadas parciales 

C. TRANSICIONES DE FASE DE ORDEN SUPERIOR 

D. PROPIEDADES DEL PUNTO CRíTICO 

E. ECUACiÓN DE VAN DER WAALS 

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