LABORATORIO DE
TERMODINÁMICA
IntegrantesAcco, Gino
Alva, GustavoBalbín, Pablo
Cruz, Andy
Sección: C15-01-A
Electrónica y Automatización Industrial
Septiembre de 2013
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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
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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.
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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.
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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
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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
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- Sensor de temperatura
- Jeringa
Fig.1 Jeringa y Sensor de presión absoluta.
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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.
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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.
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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:
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- 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 :
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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).
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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
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ANEXO 2.-
Se propone las unidades que utiliza el Sistema Internacional de Unidades (S.I.), hoy adoptado convencionalmente por la mayoría de los países
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ANEXO 3.-
Finalmente verificamos la Ley de Boyle en el Laboratorio generando resultados óptimos analizados por los alumnos.
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PV: nRT