Mantenimiento de maquinaria de plantaNumero de mesa1

Semestre1

Tema:Anlisis grfico y Cantidad de calorFecha de inicio19/03/15

Fecha de entrega26/03/15

1. Introduccin

El presente informe del curso tiene como objetivo verificar la Ley de Boyle de los gases ideales determinar el trabajo realizado sobre el sistema en un proceso isotrmico, calcular el nmero de moles de una cantidad de aire, utilizar el software pasco capstone para verificacin de parmetros.En este laboratorio se utilizara los siguientes materiales: Computadora personal con el programa Pasco Capstone , interfaz usb link , sensor de presin absoluta , sensor de temperatura y jeringa Para este experimento debemos conocer el concepto de termodinmica (intercambio de calor) en ella se mide presin volumen y la temperatura, tambin la ecuacin general y universal de los gases ideales con la cual detallaremos un principio bsico que es la Ley de Boyle Mariotte.En el procedimiento se ingresara al programa Pasco Capstone , configurando los sensores que en la cual calibramos las lecturas de los sensores de acuerdo a las enseanzas anteriores , que en la cual se especificara el armado de cada instrumento para realizar la experiencia que realizo Boyle Mariotte que en la cual recopilaremos los datos en presiones establecidas .

2. Objetivos generales y especficos

2.1 Generales: Verificar la Ley de Boyle de los gases ideales. Ser capaz de configurar e implementar equipo para toma de datos experimentales y realizar un anlisis grafico utilizando como herramienta el software Pasco Capstone.2.2 Especficos: Calcular el nmero de moles de una cantidad de aire. Utilizar el Software Pasco Capstone para verificacin de parmetros estadsticos respecto a la informacin registrada. Determinar el trabajo realizado sobre el sistema en un proceso isotrmico.

3. Anlisis de trabajo seguroNPASOS BSICOS PARA EL TRABAJODAO(RIESGO)PRESENTE EN CADA PASOCONTROL DE RIESGO

1Ingresar al pasco capstonetwEn la computadora. Es posible que con la manipulacin de agua pueda caer al equipo.Tener un lugar fijo y no estar moviendo el recipiente con agua.

2Hacer el montaje experimental.Principalmente dao a la jeringa.

Asegurarse que no exista fugas en las conexiones, de eso depende los resultados de su experimento.

3El uso del sensor de presin absoluta y sensor de temperatura.(Teniendo presente que son herramientas muy cara) puede causar el dao completo del equipo y un mal funcionamiento al tomar datos.

Despus de realizar la medicin de la presin ponerlo en un lugar seguro que no estorbe en la mesa de trabajo.

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Configurar los sensores anteriores con un periodo de muestreo de 10 Hz y tambin cambiar su precisin con 2 cifras decimales.Dao al equipo pazco tanto como el de medicin de presin absoluta como el de medicin de temperatura. (Realizando una mala conexin).Evitar que las conexiones estn bien realizadas y revisar que en el programa indique que este bien conectado.

5Arrastramos el grafico temperatura vs tiempo luego determinamos la temperatura ambiente.El nico dao que puede ocurrir sera una mala medicin (puede ser a causa haciendo un control de riesgo inadecuado).Revisando las conexiones y realizar los controles de riesgos anteriores siempre consultando al docente.

6Insertamos el sensor presin absoluta y lo configuramos y empezamos la grabacin de datos.Nuevamente dao a la jeringa (al soltar rpidamente o presionando muy rpidamente causa un dao al pistn de la jeringa).Realizar la medicin de la presin con cuidado al presionar la jeringa y soltndola con cuidado.

7Obtener la grfica de presin en funcin del volumen, despus variable inversa del volumen obteniendo una correlacin de 1.resultado errneos donde no se obtiene la grfica querida o correcta.Realizar el paso anterior bien ya que d l depende el resultado de las grficas.

8Realizar el desmontaje con cuidado.Dao a la jeringa y a los sensores.Verificar que todo el material entregado este como en el principio y funcional(enseando al docente)

4. Fundamentos tericos (organizador visual)

5. Material y equipos de trabajo Sensor de temperatura

Sensor de presin absoluta

Jeringa

Software Pasco Capstone

6. Procedimiento:Ingresar al pasco capstonetw , Configurar los sensores tanto como el de temperatura como el de presin con un periodo de muestreo de 10 Hz y tambin cambiar su precisin con 2 cifras decimales.Una vez calibrado el sensor arrastrar el icono grafico sobre el icono del sensor de temperatura y seleccionamos la grfica temperatura vs tiempo, luego determina la temperatura ambiente TO del laboratorio, para lo cual mede durante 30 segundos con el sensor de temperatura en el aire y luego calcula el promedio. Una vez anotado este dato borramos la grfica y la medicin de nuestros datos retire el sensor de temperatura.Ahora colocamos el sensor de presin absoluta. Entrar al icono configuracin luego seleccione velocidad de muestreo a 10Hz ,luego vaya a opciones y en muestreo manual seleccione conservar valores de datos solo si se solicita. Renombre la medida a tomar como volumen y las unidades en mL.Al empezar la grabacin de los datos aparecer una ventana en la cual deber poner el valor de volumen y as en cada valor que selecciones entre 60 mL y 20 mL,el sistema grabara solo en el momento que se acepte el valor. Para finalizar la grabacin se seleccionara e icono de color rojo al costado del icono conservar. Grabe con un paso de 5mL, empezando de 60 mL.*Asegurarse que no existan fugas en los conexiones, de eso depende los resultados de su experimento.Obtener la grfica de presin en funcin del volumen posteriormente defina la variable inversa del volumen en la calculadora luego levante un grfico de presin absoluta (kPa) vs inversa del volumen ().Asegurase de hacer el correcto montaje.W=R.T.n.ln()W=4079.5El trabajo el rea que est debajo de la curva.

presin absoluta (kPa) vs inversa del volumen ().Con un ajuste lineal.m=448034b=3.950.89r=1.00coeficiente de correccin.m=P.v=n.r.t n=

Volumen () vs inversa presin absoluta (kPa).Con un ajuste lineal.m=477051b=-1.010.48r=1.000 coeficiente de correccin.

Para dar validez a los datos obtenidos de la segunda grafica se aplicara el ajuste lineal y se4 debe tener el valor de 0.999 o 1.000 en el coeficiente de correccin.

6.2 Determinacin del trabajo en un proceso isotrmico.Del grafico 1 determine el rea debajo de la curva la cual representa el trabajo realizado sobre el aire contenido dentro de la jeringa.W=R.T.n.ln()W=4079.5El trabajo el rea que est debajo de la curva.

6.3 Determinacin del nmero de moles de aire dentro de la jeringa Determine el nmero de moles utilizando el valor de la pendiente y la ecuacin (1) de la grfica de volumen en funcin temperatura/presin.

Nos sali algo similar donde si lo alejbamos se volva una recta donde calculamos la media que fue de:La grafica temperatura vs volumenMedia=301.23

7. Cuestionario7.1 Compare el trabajo en forma porcentual el hallado en 4.2 y la ecuacin W=nRT.ln (Vi/Vf). W=PVi.ln (Vi/Vf)= 115x60xln(3)4079.80100%2526.80 x%X= 61.93% 7.2 El valor obtenido del nmero de moles de 4.3 es aceptable, explique. Se podra comparar con un valor terico, conociendo su temperatura, densidad del aire, altitud, presin atmosfrica.El valor puede ser calculable debido a que habra variacin de presin, tambin si se supiese el valor de la densidad del aire D=m/VPV=nRTPa.m/D=n.R.T7.3 si grafica volumen vs inversa de la presin que tipo de ajuste le queda hacer ahora Toca hacer un tipo de ajuste lineal debido que la frmula de Boyle Mariotte especfica que la presin es directamente proporcional a la inversa de la presin.7.4 se cumple la ley de boyle?Por qu?No se cumple debido a que la ley de boyle mariotte especifica a temperatura constante, con lo cual el experimento realizado mientras mayor era la presin mayor era la temperatura

7.5 En la realizacin de esta prctica Cul fue el comportamiento de la temperatura del aire dentro de la jeringa? Explique.La temperatura del aire aumenta, ya que el volumen disminuye, aumenta la presin

7.6.- Si en la pregunta anterior la temperatura se podra decir que fue constante , si fue asi Cul es el cambio de su energa interna del sistema?Si el sistema su temperatura fuese constante la variacin de la energa interna es igual a cero debido a la ley de Boyle Mariotte ya que seria un proceso isotrmico.

8. Problemas 1.- El nitrgeno lquido, que se usa en muchos laboratorios de investigacin fsica, puede presentar un riesgo de seguridad si una cantidad grande evapora en un espacio cerrado. El nitrgeno evaporado reduce la concentracin de oxgeno, creando el riesgo de asfixia .Suponga que en 1L de nitrgeno lquido (Densidad =808 kg/m3) evapora y entra en equilibrio con el aire a 21C y 101 kPa Qu volumen ocupara?1mol 14grXmol808x 103grX=57714,28 molesPV=nRT101x103xV=57714,28x0.082x294V=13,77 L

2.- Suponga que 15.0 L de un gas ideal monoatmico con una presin de 1.50 x 105 kPa se expande en forma adiabtica (sin transferencia de calor) hasta que se duplique su volumen a)Cul es la presin del gas con el nuevo volumen?PiVi=PfVf1.50 x 105 kPa x15.0=Pf x 30Pf=75000 kPab) Si la temperatura inicial del gas fue de 300K Cul es su temperatura final despus de la expansin?Vi/Ti=Vf/Tf15.0 /300 =30/TTf=600K9. Observaciones Como se pudo observar las grficas del software no estn esto se debe a que hubo un problema con la mquina donde se reinici y no se pudo recuperar .pero se apuntaron estos datos en una hoja y las imgenes utilizadas fueron extradas de diversas paginas estas referencias van a estar en la bibliografa. De parte de nuestro grupo pedimos la disculpas del caso. Se ha Observado los resultados de anlisis proporcionados por el software, con las tablas dadas y establecimos las diferencias. Identificamos durante el laboratorio las diversas grficas, presin en funcin del volumen posteriormente las variables inversas :absoluta (kPa) vs inversa del volumen () , Volumen () vs inversa presin absoluta (kPa).

10. Conclusiones Verificamos la Ley de Boyle de los gases ideales, por medio de un montaje experimental, donde usamos una jeringa conectado a un sensor de temperatura y uno de presin. Se logr configurar e implementar el equipo para toma de datos experimentales y realizar un anlisis grafico correcto utilizando como herramienta el software Pasco Capstone. Utilizar el Software Pasco Capstone para verificacin de parmetros estadsticos respecto a la informacin registrada y se pudo observar al detalle estos parmetros representados en una grfica. Hallamos el trabajo realizado sobre un sistema en un proceso isotrmico. Donde viene a ser el rea debajo de la curva de la grfica que nos proporciona el Software Pasco Capstone.

BibliografaSilvia Cerdeira, Helena Ceretti y Eduardo Reciulschi(2012)Teora cintica de los gases Ley de Boyle.Fecha de consulta:21/04/2015. Educ.ar.url: http://www.educ.ar/dinamico/UnidadHtml__get__8d99dab5-bf13-401c-97df-2603fcd36a26/15038-edi/data/f94ddca4-c850-11e0-826c-e7f760fda940/index.htmEducarchile(2014).Contaminantes atmosfricos y sus efectos ambientales. Fecha deconsulta:21/04/2015. Educarchile. url: http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=136352Percy (2010). Ley de Boyle y temperatura. Fecha deconsulta:21/04/2015. blogspot.com. url:http://percy-ingenieriactiva.blogspot.com/2010/03/ficha-tecnica-practicas-de-laboratorio.html