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MANTENIMIENTO NEUMÁTICO Unidad II: Mantenimiento a Sistemas Neumáticos El termino “neumática” se refiere al estudio del movimiento del aire, y es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos.

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MANTENIMIENTO NEUMÁTICO

Unidad II: Mantenimiento a Sistemas Neumáticos

El termino “neumática” se refiere al estudiodel movimiento del aire, y es la tecnologíaque emplea el aire comprimido comomodo de transmisión de la energíanecesaria para mover y hacer funcionarmecanismos.

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LEYES DE LOS GASESLEY DE AVOGADRO: Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relaciónentre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Lacantidad de gas la medimos en moles.El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:•Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.•Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.

¿Por qué ocurre esto?Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al haber mayor númerode moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las paredes del recipiente lo queimplica (por un instante) que la presión dentro del recipiente es mayor que la exterior y esto provocaque el émbolo se desplace hacia arriba inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre lasparedes (es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra lasparedes disminuye y la presión vuelve a su valor original.

La ley de Avogadro la podemos expresar así:el cociente entre el volumeny la cantidad de gas esconstante

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LEYES DE LOS GASESSupongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzo delexperimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2, entonces el volumen cambiará aV2, y se cumplirá:

Otra manera de expresar la ley de Avogadro

Ejemplo:Sabemos que 3.5 L de un gas contienen 0.875 mol. Si aumentamos la cantidad de gas hasta 1.4 mol,¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión constantes)Solución: Usamos la ecuación de la ley de Avogadro : V1n2 = V2n1(3.5 L) (1.4 mol) = (V2) (0.875 mol)

Despejando V2 obtenemos un valor de 5.6 L

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LEYES DE LOS GASESLEY DE BOYLE: Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constanteFue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión queBoyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos librosencontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.

La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamenteproporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El volumen es inversamente proporcional a la presión:

•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

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LEYES DE LOS GASES¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a lasparedes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Estosignifica que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contralas paredes.

Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tantose producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.

Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, elproducto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.

Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:

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LEYES DE LOS GASESEjemplo:4 Lts de un gas están a 600 mm Hg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800 mm Hg?

Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600 mm Hg) X (4 L) =(800 mm Hg) X (V2)

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3 L.

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LEYES DE LOS GASESLey de Gay-Lussac: Establece la relación entre la presión y la temperatura de un gas. Cuando elvolumen es constante.Esta ley fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumentael número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es deparedes fijas y su volumen no puede cambiar.

Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y latemperatura siempre tenía el mismo valor:

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LEYES DE LOS GASESEsta ley, está expresada en función de la temperatura absoluta. Y las temperaturas deben expresarse en Kelvin.

Ejemplo:Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (25 + 273) K= 298 K

970 mm Hg = 760 mm Hg298 K T2

Si se despeja T2, se obtiene la nueva temperatura de 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

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LEYES DE LOS GASESLey de Charles: Establece la relación entre el volumen y la temperatura de un gas. Cuando la presióny cantidad de gas, es constante.

El volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumentará el volumen.•Si disminuimos la temperatura, disminuirá el volumen.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumentael número de choques contra las paredes, es decir aumenta el volumen e inversamente si sedisminuye la temperatura el volumen disminuirá.

V V1 V2

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LEYES DE LOS GASESEsta ley, está expresada en función de la temperatura absoluta. Y las temperaturas deben expresarse en Kelvin.

Ejemplo:Un globo aerostático posee un volumen de 2.800 M3, a 99 °C ¿Cuál será el volumen si el aire es enfriado a 80 °C?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (99 + 273) K= 372 KT2 = (80 + 273) K= 353 K

2.800 M3 = V2372 K 353 K

V1 V2

Si se despeja V2, se obtiene el nuevo volumen de 2.656 M3.

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LEYES DE LOS GASESGases Ideales: Las características de un gas pueden describirse mediante cuatro variables:

• La cantidad expresada en moles n.• La presión P.• La temperatura T expresada en Kelvin.• Volumen V.• Constante de los gases R = 0,082 atm * Lt

mol * K

Esta ley esta dada por la formula de P V = n R T “Ley General de los gases”

Por lo tanto: si tenemos un gas con un volumen, una presión, numero de moles y temperatura, especifica, (V1, P1, n1 y T1). Y variamos estas condiciones a (V2, P2, n1 y T2), manteniendo la cantidad de gas (n). Obtenemos:

P1*V1=n1*R*T1 y una segunda condición P2*V2=n1*R*T2 n1*R=P1*V1 n1*R=P2*V2

T1 T2P1 * V1 = P2 * V2 “Ley Combinada de los Gases”

T1 T2

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NEUMÁTICALa neumática precisa de una estación de generación y preparación del aire comprimido formada por:• Un compresor de aire.• Un depósito de aire.• Un sistema de preparación de aire (filtro, lubricador y regulador de presión).• Una red de tuberías.• Los dispositivos de actuación.

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