LABORATORIO DE

TERMODINÁMICA

IntegrantesAcco, Gino

Alva, GustavoBalbín, Pablo

Cruz, Andy

Sección: C15-01-A

Electrónica y Automatización Industrial

Septiembre de 2013

2

Termodinámica

Índice

INTRODUCCIÓN:.....................................................................3

OBJETIVOS:.............................................................................4

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:....................................................5

MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO:...................................6

PROCEDIMIENTOS:.................................................................9

OBSERVACIONES:.................................................................10

CONCLUSIONES:...................................................................11

BIBLIOGRAFÍA:......................................................................12

ANEXOS:...............................................................................13

Comunicación

3

Termodinámica

INTRODUCCIÓN:

La termodinámica forma parte de nuestro día a día, pues cada uno de los fenómenos que existen en la naturaleza de alguna u otra manera está relacionado con ella.La ENERGÍA, palabra griega que significa fuerza en acción, o capacidad para producir trabajo, es el protagonista principal de la Termodinámica.Hoy se ha llegado a un interesante perfeccionamiento de las máquinas térmicas, sobre una teoría basada en las investigaciones de Celsius, Kelvin y Carnot, cuyos principios están todavía en vigencia, la variedad de máquinas térmicas va desde las grandes calderas de las centrales nucleares hasta los motores cohete que impulsan los satélites artificiales, pasando por el motor endotérmico, las turbinas de gas, las turbinas de vapor y los motores de retropropulsión. Por otra parte la Termodinámica como ciencia actúa dentro de otras disciplinas como la química, la biología, la física, etc.

Gracias a Celsius y Kelvin se convierte a la Termodinámica en una ciencia independiente de alto contenido teórico y matemático, lo que logra entender los fenómenos que se desarrollaban y fundamentar progresos tecnológicos.

El presente informe nos muestra la experiencia realizada sobre la verificación de los PROCESOS ISOTÉRMICOS así como los resultados obtenidos durante su desarrollo.

Comunicación

4

Termodinámica

Esperamos que el presente informe sea una poderosa herramienta de agrado del lector.

OBJETIVOS:

GENERAL:

Verificar la Primera Ley de la

Termodinámica para gases ideales.

ESPECÍFICO:

Verificar la Ley de Boyle de los gases

ideales

Ser capaz de configurar e implementar

equipos para toma de datos

experimentales y realizar un análisis

grafico utilizando como una herramienta

el software Data Studio

Estudiar fenómenos de compresión y

expansión adiabática en gases, midiendo

la presión y volumen con la temperatura

constante a lo largo del proceso.

Comunicación

5

Termodinámica

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:

TRABAJO (W) - Variación experimentada, en su volumen, durante una expansión o comprensión del sistema en un proceso termodinámico. Es negativo cuando es realizado por el sistema y positivo cuando es sobre el sistema. 

LEYES DE LOS GASES IDEALES - Gas ideal: se define como gas ideal a aquel que cumple con la ley Boyle y Mariotte: Una masa de gas ideal realiza una Transformación isotérmica (a Temperatura constante) cuando la presión de la misma está en una relación inversamente proporcional al volumen que ocupa.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICALa ley expresa, que para cierta cantidad de una forma de energía que desaparece, otra y

Comunicación

6

Termodinámica

otras formas de éstas tendrán que aparecer de manera que su suma es exactamente igual a la que desapareció. En términos más concretos el calor servirá para aumentar la energía interna del sistema; y también para realizar algún trabajo exterior que el sistema pueda efectuar con resultado de la absorción del calor. 

MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO:

- Computadora personal con programa Data Studio

- Interfase POWER LINK

- Sensor de presión absoluta

Comunicación

7

Termodinámica

- Sensor de temperatura

- Jeringa

Fig.1 Jeringa y Sensor de presión absoluta.

Comunicación

8

Termodinámica

Tomado por Gino Julián Acco

Fig. 2 Resultados del experimento hecho.

Tomado por Gino Julián Acco

PROCEDIMIENTOS:

1. A continuación, armamos el montaje experimental sugerido.

2.- Después, conectamos el Interfase POWER LINK con el Sensor de presión absoluta.

3.- Abrimos el software Data Studio y configuramos con los nuevos accesorios.

Comunicación

9

Termodinámica

4.- Luego procedemos al experimento: aplicó una presión a la jeringa de 2.0, 4.0, 6.0, 8.0 y 10.0 Kpa con un intervalo de tiempo de 30 segundos.

5.- De ahí el software Data Studio nos genera la gráfica de presión VS volumen y a mano escrita hallamos el trabajo (W) y el número de moles (n).

6.- Finalmente, verificamos la Ley de Boyle PV= Cte (Temperatura = constante) y la primera Ley de la Termodinámica para gases ideales.

OBSERVACIONES:

ÉXITO:

- Instalamos el equipo que es muy importante que no haya escapes de aire.

Comunicación

10

Termodinámica

De haber algún escape lo más probable es que tenga que reemplazarse el empalme de goma.

OBSTÁCULO:

-Procurar que tanto la ampolla como el tubo neumométrico estén al mismo nivel. Pues de no ser el caso, estaremos tomando medidas erradas. 

CONCLUSIONES:

Comunicación

11

Termodinámica

- La primera Ley de la termodinámica se afirma, y está basada en el principio general de la conservación de la energía “Nada se crea, ni se destruye todo se transforma”

- El proceso isotérmico tiene un cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el sistema.

- Evaluamos que los gases se encuentran muy expansionados, es decir que posean muy poca densidad y ejerzan poca presión.

- En la ley de Boyle afirmamos que la dependencia de presión vs la inversa de volumen o volumen vs inversa de presión es lineal y la gráfica son rectas que pasan por el origen.

BIBLIOGRAFÍA :

Comunicación

12

Termodinámica

Kurt , R (2006).Termodinámica. Lima:

Cuzcano.

Holman, J. (1986). Métodos

Experimentales para Ingenieros. Mexico

D. F: Cengage Learning. .

Kindle, J (2007). Geometría Analítica.

México D.F: McGracw-Hill.

Claro Huneeus, Francisco 1995. A la

sombra del asombro (Editorial Andrés

Bello, Santiago).

Bueche, Frederick J. 1991, Fundamentos

de Física (McGraw-Hill, quinta edición,

México).

Comunicación

13

Termodinámica

ANEXOS:

ANEXO 1.-

A continuación, se especifica las fórmulas con el propósito de que se maneje con familiaridad. Se destacan por el símbolo que poseen y mostradas a continuación

Comunicación

14

Termodinámica

ANEXO 2.-

Se propone las unidades que utiliza el Sistema Internacional de Unidades (S.I.), hoy adoptado convencionalmente por la mayoría de los países

Comunicación

15

Termodinámica

ANEXO 3.-

Finalmente verificamos la Ley de Boyle en el Laboratorio generando resultados óptimos analizados por los alumnos.

Comunicación

PV: nRT

16

Termodinámica

Comunicación