UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR

 

DIVISIÓN

CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS

DEPARTAMENTO

TERMODINÁMICA Y FENÓMENOS DE TRANSFERENCIA

ASIGNATURA

TF 7123

TERMODINÁMICA IRREVERSIBLE

HORAS / SEMANA

T 3

P 0

L 0

UC 3

VIGENCIA

DESDE Septiembre de 1986

HASTA Dic. 1991

 

 

PROGRAMA

1. ECUACIONES DE BALANCE EN MEDIOS CONTINUOS

1.1 Sistemas materiales: noción de medio continuo. Partículas materiales. Configuración. Deformación. Axioma de continuidad. Líneas, superficies y volúmenes materiales.

1.2 Cinemática: movimiento. Descripción espacial y material. Velocidad. Derivada material. Formulas de expansión de Euler. Teorema generalizado de transporte.

1.3 Balance de masa: ecuación de continuidad. Corolario para propiedades específicas. Balance en volúmenes de control. Ecuación general de balance.

1.4 Balance de cantidad de movimiento: definición de cantidad de movimiento. Primera ley de Euler. Fuerzas externas, mutuas y de contacto. Tensor de esfuerzo. Presión. Primera ley de Cauchy. Equivalencias entre esfuerzos y flujo de cantidad de movimiento.

1.5 Balance de cantidad de movimiento angular: definición de momento de cantidad de movimiento. Segunda ley de Euler. Torques. Pares. Cuerpos polares y no polares. Segunda ley de Cauchy.

1.6 Balance de energía: energía cinética. Balance y disipación de energía mecánica. Energía potencial. Ecuación de Bernoulli. Energía interna. Transmisión externa y por contacto. Vector de flujo de energía. Ecuación completa de balance.

1.7 Ecuaciones de balance en cuerpos multicomponentes: nomenclatura y formalismo. Derivadas i-materiales. Estequiometría y velocidad de reacción. Identidad fundamental de Truesdell. Principio de superposición. Balance por componente: masa. Cantidad de movimiento lineal y angular. Energía cinética y total.

1.8 Balance de entropía: ecuación termodinámica fundamental. Balance y generación de entropía. Inecuacion de Clausius y Duhem. "Flujos" y "Fuerzas".

2. PROCESOS IRREVERSIBLES LINEALES

2.1 Ecuaciones de constitución: principio de determinismo, equipresencia, acción local e indiferencia material. Necesidad de ecuaciones de constitución. Ecuaciones lineales en cuerpos isotópicos. Teorema de reprocidad de Onsager.

2.2 Transferencia de masa en cuerpos isotérmicos: ecuaciones de Maxwell y Stefan. Generalización de la ley de Fick. Estimación de coeficientes de difusión multicomponente. Soluciones exactas. Teoría linealizada de Toor y Stewart. Aplicaciones en absorción y destilación.

2.3 transferencia simultánea de masa y energía: equilibrio mecánico. Teorema de Prigogine. Efectos Dufour y Soret. Estimación de coeficientes de interacción. Aplicaciones en condensación.

 

BIBLIOGRAFÍA

 

 

1.- Astarita, G, An Introduction to non-linear continun thermodynamics, Editrice di Chimica, Milano (1975). 

2.- Cussler, E. L., Multicomponent diffusion, Elsevier, Amsterdam (1976). 

3.- De Groot, S. R. Y P. Mazur, Non-equilibrium Thermodynamics, North Holland, Amsterdam (1962). 

4.- Fitts, D. D., Non-equilibrium thermodynamics, McGraw Hill, New York (1962).

5.- Slattery, J.C., Momentum, Energy and Mass Transfer in Continua, McGraw Hill. Kogakusha, Tokyo, (1972).

6.- Truesdell, C.A. y R.A. Toupin, The Classical Field Theories, en S. Flügge (Ed.), Handbuch der Physik, Vol. III, Parte 1, Springer-Verlag, Berlin (1960).