UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PUEBLA

PROCESOS ALIMENTARIOS

TERMODINAMICA

PROFESORA: PATRICA SILVA MORET

INTEGRANTES DE EQUIPO:REYES SERRANO HUMBERTOROBLES REYES ALEJANDRAROJAS SANCHEZ MARCO AXELROSAS MONTESINOS MARIA DE LOS ANGELESSOLAR MARTINEZ ESLY NAYELISALINAS PORTILLO KENIA SIBONEYSANCHEZ MENDOZA ADOLFOTECANHUEY DULCEVARGAS LEON ADIMAYRA

3 A

REPORTE DE PRCTICA:LAS TRANSFORMACIONES DE LA ENERGIA

Objetivos Ejemplificar diferentes tipos de energa y sus transformaciones. Identificar la temperatura de ebullicin del agua y su calor latente de vaporizacin. Identificar el calor latente como una forma de energa potencial. Ejemplificar la 1ra Ley de la Termodinmica (Ley de la conservacin de la energa).

Investigacin Ley de la conservacin de la materiaLa masa de un sistema permanece invariable cualquiera que sea la transformacin que ocurra dentro de l; esto es, en trminos qumicos, la masa de los cuerpos reaccionantes es igual a la masa de los productos en reaccin. Ley de conservacin de la energaLa energa como la capacidad para producir trabajo. Puede existir en una variedad de formas y pude transformarse de un tipo de energa a otro tipo. Sin embargo, estas transformaciones de energa estn restringidas por un principio fundamental, el principio de conservacin de la energa. Una forma de establecer este principio es "la energa ni se crea ni se destruye". Otra forma de decirlo es, la energa total de un sistema aislado permanece constante

Tipos de energa La Energa puede manifestarse de diferentes maneras: en forma de movimiento (cintica), de posicin (potencial), de calor, de electricidad, de radiaciones electromagnticas, etc. Segn sea el proceso, la energa se denomina:

Energa trmica Energa elctrica Energa radiante Energa qumica Energa nuclear

Transformador de la energaLa Energa se encuentra en constante transformacin, pasando de unas formas a otras. La energa siempre pasa de formas ms tiles a formas menos tiles. Por ejemplo, en un volcn la energa interna de las rocas fundidas puede transformarse en energa trmica produciendo gran cantidad de calor; las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energa mecnica; se produce la combustin de muchos materiales, liberando energa qumica; etc.

CalorLa Energa se encuentra en constante transformacin, pasando de unas formas a otras. La energa siempre pasa de formas ms tiles a formas menos tiles. Por ejemplo, en un volcn la energa interna de las rocas fundidas puede transformarse en energa trmica produciendo gran cantidad de calor; las piedras lanzadas al aire y la lava en movimiento poseen energa mecnica; se produce la combustin de muchos materiales, liberando energa qumica; etc.

Temperatura La temperatura es la medida del calor de un cuerpo (y no la cantidad de calor que este contiene o puede rendir).Diferencias entre calor y temperaturaTodos sabemos que cuando calentamos un objeto su temperatura aumenta. A menudo pensamos que calor y temperatura son lo mismo. Sin embargo, esto no es as. El calor y la temperatura estn relacionadas entre s, pero son conceptos diferentes. Como ya dijimos, el calor es la energa total del movimiento molecular en un cuerpo, mientras que la temperatura es la medida de dicha energa. El calor depende de la velocidad de las partculas, de su nmero, de su tamao y de su tipo. La temperatura no depende del tamao, ni del nmero ni del tipo.

Calora Es la cantidad de calor que debe extraerse o transferirse a un gramo de agua para cambiar su temperatura en 1 C (cambiar su temperatura significa aumentarla en 1 C o disminuirla en la C). Se abrevia cal.

Joule Unidad de medida de las magnitudes: energa, trabajo y calor, derivada del Sistema Internacional de Unidades, su smbolo es J

Calor latenteElcalor de cambio de estadoes la energarequerida por una sustancia para cambiar de fase, de slidoa lquido(calor de fusin) o de lquido a gaseoso (calor de vaporizacin). Al cambiar de gaseosoa lquido y de lquido a slido se libera la misma cantidad de energa.Los cambios de estado se caracterizan por lo siguiente:-No cambian la naturaleza de la sustancia.-Se producen a temperatura constante para cada presin.-La sustancia absorbe o cede calor. El calor invertido en el proceso para la unidad de masa recibe el nombrede calor latentede cambio de estado.-El valor de la temperatura a la que se producen y el valor del calor latente correspondiente son caractersticos de cada cambio de estado y de la naturaleza de la sustancia.

Punto de ebullicin El punto de ebullicin se define como la temperatura a la cual la presin de vapor saturado de un lquido, es igual a la presin atmosfrica de su entorno. Para el agua, la presin de vapor alcanza a la presin atmosfrica al nivel del mar a la presin de 760 mm Hg a 100C

Presin de vapor La presin de vapor es la presin de un sistema cuando el slido o lquido se hallan en equilibrio con su vapor.Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y ejercen as sobre las paredes de los recintos que los contienen, una presin tambin llamada, fuerza elstica o tensin. Para determinar un valor sobre esta presin se divide la fuerza total por la superficie en contacto.

Presin atmosfrica La Presin atmosfrica es el peso que ejerce el aire de la atmsfera como consecuencia de la gravedad sobre la superficie terrestre o sobre una de sus capas de aire. Como se sabe, el planeta tierra est formado por una presin slida (las tierras), una presin liquida (las aguas) y una gaseosa (la atmsfera).La atmsfera es la capa gaseosa que envuelve todo el planeta y est formado por mezcla de gases que en conjuntos llamamos aire, como todos los cuerpos, tiene peso, el cual ejerce una fuerza sobre la superficie terrestre es lo que llamamos presin atmosfrica.

Zona de la flamaLa flama que esta de color azul puede llegar a tener una temperatura de hasta 400 C mientras que la flama de color anaranjado solo alcanza 200C de temperatura.

Materiales1 matraz de fondo plano de 250 ml1 tubo de vidrio doblado en Angulo de 90 grados1 tela de alambre con asbesto1 tapn de hule bihoradado2 termmetro de 0 a 150 C1 mechero de bunsen1 rehilete de plstico 2 soportes1 anillo para soporte2 pinzas para soporte1 liga1 alambre para detener el rehilete1 horadador para tapones de hule o corcho 1 tijeras, navajas o cter

Procedimiento1.-Se elabora un rehilete con mica o plstico aproximadamente de 15 cm de lado sin rellenar el centro.

2.- se hacen 2 hoyos al corcho uno para el termmetro y otro para el tubo de vidrio.

3.-Se coloca el matraz y se colca 150 ml, de agua se tapa con el corcho con los agujeros donde irn el termmetro y el tubo de vidrio. El matraz se coloca en el soporte universal en seguida se prende el mechero a una temperatura constante y se pone a calentar.

5.-El rehilete se pone a un costado del tubo de vidrio esperamos que el agua que se encuentra en el matraz se empiece a evaporar para que el vapor salga, y ejerza una fuerza que le d movimiento al rehilete.

Cuestionario

Coloca aproximadamente 150ml de agua dentro del matraz. Mide su temperatura.Qu temperatura inicial mediste?

25 C

Coloca con cuidado el tapn del matraz. Enciende el mechero cuidando que la flama del mismo sea oxidante. De qu color la observas?

Azul celeste

Coloca el mechero debajo del matraz y empieza a calentar suavemente.De dnde procede la energa de la flama del mechero?

De la combustin, del gas LP en presencia de oxgeno y entonces se transforma en energa qumica generando luz y calor.

Cul es el combustible?

GLP (Gas Licuado de Petrleo)

Que formula tiene?

C3H8 + C4H10

Es un compuesto puro o una mezcla?

Mezcla de gases Propano y Butano

Qu tipo de energa contienen los combustibles?Los combustible puede producir muchas clases de energas, por ejemplo, la gasolina que es un combustible, es usado para mover un vehculo (energa mecnica), tambin cuando el combustible se incendia es transformado en energa calorfica (tal como en este caso).El combustible tambin se puede usar para hacer funcionar generadores de electricidad y generar energa elctrica, etc.

La energa de los combustibles derivados del petrleo es renovable?

No

Porque?

Este combustible es un subproducto derivado del petrleo, el cual es un compuesto fsil que tarda millones de aos en formarse en la corteza terrestre

Empieza a calentar el agua. Qu observas dentro del matraz?

Se comenz apreciar que se empaaban las paredes del matraz despus comenzaron a surgir diminutas burbujas impulsadas a la superficie.

A qu se deben las primeras burbujas que aparecen?

Cuando calentamos agua nos damos cuenta que hierve porque salen burbujas, etas estn formadas por vapor de agua, es decir agua en estado gaseoso. Esto significa que la temperatura del agua llego a 100 grados C temperatura en que el agua pasa del estado lquido a gaseoso, por densidad suben a la superficie.

Observa cmo va aumentando la temperatura del agua hasta IIegar a la ebullicin.Qu temperatura mediste al IIegar a la ebullicin?

75 C

Por qu hierve el agua?

Porque se le suministra energa en forma de calor hasta llegar a una temperatura en que las molculas de agua dejan de estar unidas y se desprenden en forma de vapor.

Sigue calentando, dirige el chorro de vapor sobre tu rehilete de modo que se empiece aMover.Qu tipo de energa tiene el vapor?

Energa calorfica y se transforma a energa mecnica (Dando un trabajo).

Con el otro termmetro mide la temperatura del vapor que se est saliendo por elOrificio. Que temperatura mediste?

Tiene el vapor la misma temperatura que el lquido?

Las molculas del vapor de agua tienen la misma velocidad que las del agua enEbullicin?

No

Por qu?

Porque las molculas que tienen ms energa son las que logran desprenderse del lquido (las molculas gaseosas del agua, vapor)

Por qu se mueve el rehilete?

Porque el vapor generado por el calentamiento del agua hace presin en la estructura del rehilete

Podra un chorro fuerte de agua, como el de una cada de agua mover un granRehilete o turbina y mediante este movimiento generar energa elctrica y por medio de el volver a generar vapor de agua?

Si

Explica brevemente.

Convirtiendo la energa elctrica a energa calorfica, por medio resistencia que consiste en hacer pasar el flujo elctrico por el elemento que se resiste al paso elctrico (resistencia), en este punto se acumulan los electrones y esto transmitir calor al agua.

Con este ejemplo, se est a cumpliendo la Ley de la conservaci6n de la energa?

Si

Explica tu respuesta.

Porque la energa solo se est transformando en ningn momento desaparece.

En qu tipos de energa se est transformando la energa que lleva el vapor?

En energa mecnica

Aumenta la temperatura del agua cuando sigues calentando? Explica brevemente

No porque ya ha llegado al punto de evaporacin, sin encambijo si aumentamos presin aumentara la temperatura.

En qu se est gastando la energa del combustible?

En transferir calor a lquido no toda es aprovechada y una pequea parte de ella es liberada al ambiente.

A qu se Ie llama calor latente de vaporizacin?

Calor necesario para pasar del estado lquido al estado gaseoso (Temperatura de ebullicin)

Todas las sustancias tienen el mismo calor latente de vaporizaci6n? Explica brevemente

Ya que tienen diferente composicinQumica, si como sus diferentes formas de enlaces entre los elementos, el punto de ebullicin cambia

Es el calor latente una propiedad general de la materia o particular de cada sustancia?

Si, cada sustancia tiene un calor latente especifico

. Es el calor latente una forma de energa potencial o cintica?

Cintica ya que al aumentar la temperatura de una sustancia implica el incremento de la energa cintica de sus molculas (mayor nmero de colisiones).

Las molculas de vapor de agua tienen ms energa que las del agua lquida a laMisma temperatura?

NO

Las molculas de vapor tienen ms energa potencial y cintica pues la temperatura que tiene que alcanzar el H2O para pasar a vapor es de 100Ca travs de energa calorfica

A dnde se va la energa que no se aprovecha en el movimiento del rehilete?

Se distribuye en el ambiente.

Cundo un lquido se condensa devuelve la energa correspondiente al calor latente de. Vaporizacin?

Si

Cuando el vapor se condensa de nuevo, libera energa, de nuevo en formade calor

De acuerdo a la ley de la conservaci6n de la energa, piensas que se perdi energaEn el proceso de mover el rehilete mediante. El chorro de vapor

Si

Ya que el vapor que no todo el vapor impulso al rehilete, una pequea fraccin de l se liber al medio. Si hubiera una bomba que recirculara el vapor no aprovechado, no habra prdidas.

De qu manera el agua puede regular la temperatura del planeta?

Debido a que el agua tiene una capacidad calorfica alta, acta como refrigerante, entonces, la temperatura del planeta est en funcin del agua presente la cual ayuda a mantener una temperatura estable.

Resultados

Los resultados que obtuvimos en esta prctica transformaciones de la energa fueron los siguientes demostramos diferentes tipos de energa y sus transformaciones que son el Calor latente. Punto de ebullicin. Y Presin de vapor. Dimos a conocer la temperatura inicial y la final de la ebullicin del agua y el calor latente de vaporizacin de nuestro reguilete si mostro la energa que adquiramos porque de los dems equipos lo pudieron lograr que su reguilete obtuviera la energa que queramos, bueno estos son nuestros resultados que si se logro lo que desebamos en esta prctica.

ConclusinLa primera ley de la termodinmica tambinConocida comoprincipiodeconservacin de la energa establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien ste intercambia calor con otro, laenerga internadel sistema cambiar.

Al llegar a su punto de ebullicin (100c) su temperatura se mantuvo constante, gracias a la temperatura del agua y a la presin que hubo en el matraz genero vapor, lo que se convirti en energa para hacer girar el rehilete, el objetivo se cumpli ya que el rehilete giro correctamente, giro durante unos minutos, ya que el rehilete fue de plstico y al ser tocado por el vapor, este se convirti en agua y genero ms peso, lo que se hizo difcil ya que la presin fue disminuyendo.

INTRODUCCINLaprimera ley de la termodinmicaestablece que la energa no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entoncesesta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a unciclo termodinmico, el calor cedido por el sistema ser igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.Es decirQ = W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.La primera ley hace uso de los conceptos claves de energa interna, calor, y trabajo sobre un sistema. Usa extensamente el estudio de los motores trmicos. La unidad estndar de todas estas cantidades es el julio, aunque algunas veces se expresan en caloras o BTU.

LaEnergase encuentra en constantetransformacin, pasando de unas formas a otras. La energa siempre pasa de formas ms tiles a formas menos tiles. Es importante saber que la energa se puede utilizar para realizar trabajos o para producir algn cambio. Por ejemplo, en el caso de una batidora elctrica hay que conectarla para que funcione con energa elctrica. Pero si la batidora es manual, la energa la obtiene de nuestra fuerza, energa humana, y nosotros del alimento que consumimos. Si calentamos agua en la estufa, la energa para que el agua se caliente proviene del gas, que es el combustible con que la encendemos.En todos estos casos existe un proceso por el cual la energa se transforma y puede ser aprovechada.

Energa trmica en mecnicaLaEnergatrmicase debe al movimiento de las partculas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendr menos energa trmica que otro que est a mayor temperatura.

Movimiento de las partculas en la materia en estado slidoMovimiento de las partculas en la materia en estado gaseoso

En las mquinas de vapor y en el motor de explosin, la energa trmica del vapor de agua o del combustible, se transforma en energa mecnica o de movimiento. Por otra parte, por el rozamiento de las piezas mviles, la mquina se calienta, transformando la energa mecnica en calor.La transferencia de energa trmica de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura se denominacalor.

Bibliografa:http://www.ojocientifico.com/4383/la-primera-ley-de-la-termodinamicahttp://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/transformaciones.htmMedidas de seguridad

Se debe de utilizar batas y anteojos de seguridad

Para poder montar el equipo se debe de realizar cuidadosamente ya que podra romperse pudiendo ocasionar una herida.

La trasferencia de energa se debe de realizar poco a poco pues el vapor sobresaturado podra hacer que el tapn salga expulsado del matraz.