Conceptos Principales Procesos reversibles y el balance de energía mecánica (VIII)

Por supuesto, en cualquier proceso real en el que hay fricción, efectos viscosos, mezcla de componentes y otros fenómenos disipativos que evitan la conversión completa de una forma de energía mecánica en otra, es preciso tener en cuenta estas "pérdidas" de calidad al efectuar un balance de energía mecánica.

Es posible escribir un balance de energía mecánica sobre una base microscópica para un volumen elemental obteniendo el producto escalar de la velocidad local y de la ecuación del movimiento. Después de integrar sobre todo el volumen del sistema, el balance de energía mecánica en estado estacionario para un sistema que tiene intercambio de masa con su entorno se convierte, sobre una base de masa unitaria, en

donde K y P se asocian a la masa que entra en el sistema y sale de él, y E, representa la pérdida de energía mecánica, es decir, la conversión irreversible, por parte del fluido que fluye, de energía mecánica en energía interna, término que debe evaluarse para cada proceso individual mediante experimientos (o, como ocurre en la práctica, empleando resultados experimentales ya existentes para un proceso similar). La ecuación (5.29) se conoce como ecuación de Bernoulli, sobre todo cuando se aplica a los procesos reversibles en los que Ev = 0. El balance de energía mecánica tiene gran utilidad cuando se aplica a cálculos de flujo de fluidos en procesos en los que los términos de energía cinética y potencial y de trabajo son importantes, y las perdidas por fricción pueden evaluarse a partir de manuales con la ayuda de factores de fricción o coeficientes de orificio.

Examinemos ahora dos aplicaciones representativas del balance de energía mecánica en estado estacionario.