Balance de energia 4

00:21:51
https://www.youtube.com/watch?v=5c1-WbEYzWs

Ringkasan

TLDRCe contenu présente l'extension du bilan énergétique aux systèmes ouverts, où la masse et l'énergie peuvent entrer et sortir du système. Le concept central ici est que l'énergie des courants sortants doit correspondre à l'énergie des courants entrants ajustée par le travail et la chaleur échangés. Le terme nouveau introduit est le travail de flux, qui est la différence entre le travail nécessaire pour introduire une masse dans le système et le travail que le système exerce pour expulser une masse. Ce travail de flux est ensuite intégré au bilan énergétique sous forme d'enthalpie. Le bilan final pour un système ouvert prend en compte les variations d'énergie interne, cinétique, potentielle, ainsi que le travail effectué et la chaleur échangée. L'expression résultante est utilisée pour analyser les performances énergétiques des systèmes ouverts.

Takeaways

  • 📘 Les systèmes ouverts permettent l'entrée et la sortie de masse.
  • 🔄 L'énergie entrante et sortante doit être équivalente après ajustements.
  • ➕ Le travail de flux est intégré dans le bilan énergétique.
  • ⚖️ Équilibre entre énergie interne, cinétique et potentielle est essentiel.
  • 💡 Les unités utilisées sont souvent en Joules par seconde.
  • 🛠️ Le travail de flux est associé aux changements de pression et de volume.
  • 📈 L'enthalpie est une nouvelle fonction clé dans ces analyses.
  • 🔍 Les signes choisis (plus ou moins) dépendent des spécificités du processus.
  • 🔄 Les mêmes principes s'appliquent que dans les systèmes fermés avec quelques ajustements.
  • 🌡️ Comprendre ces concepts est crucial pour l'analyse thermique.

Garis waktu

  • 00:00:00 - 00:05:00

    L'orateur explique les systèmes ouverts, où la masse entre et quitte le système. Il décrit le système avec des flux de masse en kilogrammes par seconde, similaires aux systèmes fermés mais avec possibilité d'échanger chaleur et travail. La somme des énergies des courants doit être égale à l'énergie d'entrée plus ou moins la chaleur et le travail échangés.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    Le conférencier approfondit le concept des débits en systèmes ouverts, en comparant les différences entre l'énergie interne, cinétique et potentielle. Il mentionne l'importance du delta représentant la différence entre les sorties et entrées. Les formules changent pour les systèmes ouverts, mais l'idée générale du bilan d'énergie reste semblable.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    Le travail en systèmes ouverts est divisé en travail de flux et travail d'arbre. Le travail de flux (ou pression-volume) est expliqué; il représente l'effort nécessaire pour que les flux entrent ou sortent du système. Cette partie est plus complexe mais nécessaire pour comprendre l'énergie impliquée dans les systèmes ouverts.

  • 00:15:00 - 00:21:51

    Finalement, l'expression de bilan d'énergie est donnée, intégrant les nouveaux termes. Une nouvelle fonction thermodynamique, l'enthalpie, est introduite. Elle joue un rôle clé dans le bilan énergétique des systèmes ouverts. Les signes dans les équations doivent être choisis selon le problème traité, et l'orateur annonce qu'il expliquera plus sur l'enthalpie dans la prochaine vidéo.

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Peta Pikiran

Video Tanya Jawab

  • Qu'est-ce qu'un système ouvert en termes de bilan énergétique ?

    Un système ouvert est un système où la masse et l'énergie peuvent entrer et sortir, nécessitant des ajustements dans les calculs de bilan énergétique.

  • Comment le travail de flux est-il défini dans ce contexte ?

    Le travail de flux est la différence entre le travail nécessaire pour introduire une masse dans le système et le travail que le système exerce pour expulser une masse.

  • Qu'est-ce que l'enthalpie dans le contexte des systèmes ouverts ?

    L'enthalpie est une fonction thermodynamique qui inclut le travail de flux et est utilisée pour analyser les systèmes ouverts.

  • Quels sont les types d'énergie considérés dans le bilan énergétique des systèmes ouverts ?

    Les types d'énergie incluent l'énergie interne, l'énergie cinétique, et l'énergie potentielle.

  • Pourquoi est-il important de choisir le bon signe dans l'équation du bilan énergétique ?

    Le choix du signe (plus ou moins) dépend de la direction du transfert d'énergie (entrante ou sortante) et est crucial pour des calculs corrects.

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    vamos a extender el balance de energía a
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    sistemas abiertos aquí está una
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    representación del sistema de acuerdo a
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    la definición que dábamos anteriormente
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    está abierto se refiere a un sistema en
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    donde entra y sale masa del mismo
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    aquí están representadas dos corrientes
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    que entran al sistema dos corrientes que
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    salen cada una de esas corrientes pues
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    tendrá asignado por su propio flujo
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    mágico
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    en kilogramos por segundo recuerden que
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    el punto que está arriba de la línea
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    representa la unidad de tiempo
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    a nuestro sistema al igual que en el
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    sistema cerrado en este que es abierto
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    en el sistema cerrado puedes ir e
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    intercambiar calor o trabajo aquí
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    también en este abierto existe esa
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    posibilidad y ya están representadas
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    pues por acá arriba la entrada a la
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    salida de trabajo o la entrada sería de
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    calor lo único diferente pues con las
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    unidades con respecto al
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    al sistema cerrado q punto son kilobits
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    por segundo hoyos por segundo
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    w también tienen las medias no son la
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    energía por unidad de tiempo
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    qué pasa si aplicas y derivamos el
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    balance de energía esencialmente del
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    el análisis es el mismo en el sentido
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    de lo siguiente la energía asociada en
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    este caso a las corrientes
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    3 y 4 las corrientes que salen y la
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    energía que esas corrientes llevan
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    forzosamente debe ser la energía
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    que introdujeron al sistema las
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    corrientes 1 y 2 más o menos el calor y
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    el calor y el trabajo que se hayan
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    verificado el sistema es decir las
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    salidas del sistema deben ser igual a
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    las entradas más menos el calor o el
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    trabajo que sean adicional entonces en
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    ese sentido el balance
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    para un sistema
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    para un sistema abierto pues es similar
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    aunque veíamos por el sistema de rojo
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    hay un cambio de energía interna
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    un cambio de energía potencial
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    un cambio de energía
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    perdón cinética y lo potencial
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    y este es asociado a entradas o salidas
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    de trabajo las unidades de aquí
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    son jules por segundo de todos los
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    carnés no hacer eso con tener en el
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    sistema cerrado eso logra news
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    desde el punto que está aquí arriba de
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    todas estas cantidades es importante
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    no pierdan de vista
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    el delta del delta que usamos para el
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    sistema abierto
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    aunque perdonen el sistema cerrado
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    representada
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    final el estado final menos el estado
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    inicial
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    aquí pues ya no es eso pero seguimos
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    teniendo un delta pero aquí ahora en el
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    sistema abierto
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    representa la diferencia entre las
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    salidas
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    - las entradas
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    para que se cumpla por lo que ya
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    establecía qué
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    la energía de estas salidas pues debe
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    ser la diferencia de las entradas
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    más menos el calor o el trabajo
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    los balances son similares
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    van a cambiar entonces también las
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    expresiones para determinar esos deltas
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    y es lo que voy a escribir ahora aquí es
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    donde ya entrarían la posibilidad de que
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    entren una o más corrientes y salgan lo
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    mismo una o más corrientes
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    del tau al sistema abierto
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    es igual lo siguiente es una sumatoria
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    de mejor tal punto
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    en el gen terra especifica menos
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    mj de energía específica
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    interna la primera su material es para
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    las corrientes de salida
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    la primera para las corrientes de
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    entrada para cumplir con nuestra
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    definición de
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    de delta
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    en mejora ese entonces
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    el flujo mágico de la corriente j
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    a cambiar entre las entradas y las
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    salidas
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    y cada corriente estará multiplicada por
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    cada flujo estará x su energía interna
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    específica si son dos corrientes del
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    primer trimestre son los trenes de
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    entrada
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    la sumatoria del primer en la primera
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    materia tiene dos términos y son tres
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    salidas pues las gracias la segunda
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    sumatoria pues va a tener tres términos
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    eso sería entonces para del tau
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    y también hay de haber expresiones para
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    cambios de energía cinética
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    que también van a ser similares van a
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    ser sumatorias en medio de esos mismos
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    flujos mágicos
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    por la velocidad de la corriente
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    - los sólidos
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    perdón las entradas en medio del flujo
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    por la velocidad
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    es similar pues este primer término
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    representa la realidad
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    la segunda sumatoria de las entradas
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    de jota que empresa y es entonces la
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    velocidad lineal
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    de la corriente j
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    y esta posibilidad es de metros por
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    segundo
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    entonces es un tema similar a la energía
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    encamina la cinética para simular el
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    cambio de energía interna y finalmente
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    por la energía de potencial
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    es algo similar
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    además que ahora sería el flujo más si
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    cojo está por la gravedad por la
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    posición
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    igual a salidas
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    encontradas
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    y además ese trapo está que es la
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    posición la posición de la corriente en
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    particular serán los términos para
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    calcular estos de altas
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    al igual que en el sistema
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    cerrado el signo de las formas de
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    transferir calor pues tendrá que ser
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    decidido de acuerdo al proceso que se
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    esté analizando
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    bueno hasta aquí es muy parecido al
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    al sistema cerrado sólo cambian estas
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    partes que multiplicadas por el grupo y
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    los deltas que son salidas menos
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    entradas no está dos finales menos
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    iniciales como es en el
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    otra situación importante es la
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    siguiente
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    ese trabajo
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    que aquí ahora se llama doble punto que
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    tiene desde ayer por segundo
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    y que es el que es hasta el momento
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    familiar y está asociado a un movimiento
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    mecánico que fue lo que consideramos en
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    el sistema cerrado que está abierto
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    este trabajo se divide en dos trabajos
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    por un par estaba abierto se divide en
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    dos trabajos
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    uno que más w
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    y otro
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    qué.es
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    este primero se llama trabajo de flujo
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    y este segundo es el trabajo de flecha
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    este trabajo entonces se divide en estas
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    dos contribuciones w
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    w s
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    el trabajo de flecha es el más sencillo
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    lo voy a definir
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    wv es el punto
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    es el trabajo
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    asociado
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    el movimiento de partes mecánicas
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    que fue el que definimos entonces
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    para el sistema cerrado
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    también está aquí corrientes eléctricas
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    algunos otros procesos
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    el otro es el que es nuevo y es el que
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    guarde si me voy a tomar un poco más de
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    tiempo en definir
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    primero su definición te explico un poco
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    más a qué se refiere entonces el trabajo
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    de flujo
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    también
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    llamado
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    trabajo
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    presión volumen de esto van a ver más
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    detalles en su clase de terminales
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    cables también se le llama de trabajo
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    donde están involucrados la presión el
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    volumen y la definición es lo siguiente
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    es el trabajo
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    es necesario
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    6
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    i
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    corriente
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    /
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    al sistema
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    menos
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    el trabajo
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    necesario
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    que una correa interesada
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    y
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    no somos definiciones
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    del trabajo de flecha
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    y el trabajo de flujo
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    el trabajo de flujo es un poco más
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    abstracto de entender en voy a tratar de
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    explicarlo un poco más entonces supongan
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    que tenemos una teoría
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    y de es en esa tubería ese es nuestro
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    sistema
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    y tenemos una corriente que está
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    entrando por aquí y otra vez que sale
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    por acá hay una corriente que entra y
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    una corriente que sale
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    esa corriente que entra
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    atraviesan
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    aquí
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    nuestro sistema está delimitado por esa
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    área y una que está del otro lado que no
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    vemos pero ahí está nuestro sistema está
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    delimitado por esas eres
  • 00:12:52
    la corriente que entra atraviesa de esa
  • 00:12:54
    área el sistema ya tiene masa ya existe
  • 00:12:57
    como tal cual implica que si tú quieres
  • 00:12:59
    meter una corriente pues va a parecer
  • 00:13:03
    que empujas esta superficie o que esta
  • 00:13:05
    corriente
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    está ocurriendo de aquí
  • 00:13:09
    que se empuja esa superficie para tratar
  • 00:13:11
    de entrar
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    este trabajo el trabajo se llama trabajo
  • 00:13:17
    pp porque
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    él está corriendo entrada ejerce un
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    trabajo que se llama tv
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    en este entonces es el trabajo
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    que ejercen
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    la corriente que entra sobre nuestro
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    sistema
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    entonces él realizaba un trabajo
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    que estoy por ver
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    y
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    la corriente que sale
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    así
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    y la corriente que sale pues al revés
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    ahora es el sistema el que está
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    empujando a la corriente para que salga
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    ahora es esta superficie que empuja a
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    esta corriente para que sea entonces es
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    un término negativo
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    esperen a la salida
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    y ese es el trabajo
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    en este dispositivo
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    y esto es negativo en el trabajo
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    que ejerce el sistema
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    sobre la corriente casal
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    de tal manera que ese trabajo de flujo
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    pues esa diferencia bebé de entrada
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    pd
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    de salida
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    en el delta así como nosotros lo
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    definimos los que vivimos en un lado
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    el delta nosotros lo definimos como
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    salida
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    y aquí tenemos una entrada menos salida
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    nos podemos escribir entonces que el
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    trabajo de flujo es menos un delta de p
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    y entonces el trabajo de flecha está
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    dado por las expresiones
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    y lo que voy a hacer es regresar
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    entonces al balance
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    de energía y sustituir a esa expresión
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    o escribir aquí el balance
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    entonces del tau
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    com
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    en el pp
  • 00:16:18
    y aquí está nada más por simplicidad va
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    a dejar sin más positivos
  • 00:16:24
    5 y en w
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    nada más para no confundirnos tanto
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    eventualmente el signo tendrá que ser
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    escogido ya cuando se tenga la expresión
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    final
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    entonces el balance lo que establecimos
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    es que w
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    es
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    trabajo de flecha más trabajo de flujo
  • 00:16:51
    as
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    esté aquí
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    ahí está entonces la sustitución
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    adicionalmente lo que terminamos es que
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    el trabajo de flujo
  • 00:17:40
    igual del pp
  • 00:17:44
    ahora
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    ah
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    ahí está
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    no tiene falta va a poner un punto
  • 00:18:29
    también esté bien
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    desde acá
  • 00:18:45
    bueno
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    ahí está entonces la sustitución de ese
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    trabajo de d
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    de flujo para analizar cómo dio cuando y
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    desplazaron a mí acá va a entender más
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    qué es ese producto por por ver aquí al
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    final lo que va a hacer es que se va a
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    meter común así como una propiedad nueva
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    termodinámica entonces uno donde se
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    aprueba mucho por el momento voy a
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    agrupar entonces
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    este término con este de ghana
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    lo demás pero no me ha cambiado
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    este sería hasta dónde va el balance de
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    energía
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    todo este término estos dos tienen la
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    suma de estos dos términos
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    se asocia un nuevo término
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    h
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    de tal manera pues qué
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    h punto
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    y punto
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    el producto bebé
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    definición
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    north hablo más de que es esa variable
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    el balance de energía entonces para
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    necesita ha abierto la expresión y al
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    final que es la que vamos a estar
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    utilizando es esta delta h punto
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    aumenta el potencial más del traje
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    perdón cinética de potencial
  • 00:20:47
    es igual a más menos un punto más menos
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    trabajo de flecha
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    desde el balance de energía
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    el sistema abierto
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    esa h
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    se llama al pie
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    y es una nueva función
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    de la que voy a hablar un poco más en el
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    siguiente vídeo pero esta es nuestra
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    expresión del balance energía y es lo
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    que vamos utilizando aquí otra vez pues
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    están los signos ya regresé el más menos
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    habrá que escoger cuál aplica para el
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    problema que estamos resolviendo
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    en el siguiente que hable un poco más de
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    él
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    delantal bien
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