PRACTICA DE LABORATORIO DE TERMODINAMICA SOBRE PROPIEDADES TERMICAS DE LOS FLUIDOS

Programa

INGENIERÍA ELECTROMECANICA

Profesor

ADRIAN FELIPE MARTINEZ PEREZ

Alumnos:

JAMES MACHADO HERRERAESTEBAN ZULETA

INSTITUTO TECNOLOGICO METROPOLITANO ( ITM)

Medellín, Marzo 28 del 2016

PRACTICA DE LABORATORIO DE TERMODINAMICA SOBRE PROPIEDADES TERMICAS DE LOS FLUIDOS

PARTE 1: PRÁCTICA SOBRE PROPIEDADES FÍSICAS DEL FLUIDO:

Coloque el beaker vacío sobre la balanza y registre la medida en la tabla 1

Luego llene el beaker con 300ml de agua y vuelva a colocarlo sobre la balanza y registre la medida en la Tabla 1.

TABLA 1. REGISTRO DE DATOS

Dispositivo Medida de la balanza Unidad de medidaBEAKER VACIO 106.4 gramosBEAKER CON AGUA 297 gramos

Con las medidas de la Tabla 1, calcule la masa y la densidad del líquido y regístrela en la Tabla 2.

TABLA 2. PROPIEDADES DEL AGUAVolumen del líquido

Unidad de medida

Masa medida experimental

Unidad de medida

Cálculo de la densidad

Unidad de medida

Cálculo del peso

Unidad de medida

0.0002 M3 0.297 Kg / masico

1.485 Kg / m3

0.297 Kgf

200 ml = 0.0002 m3

297 gf x 1Kgf1000gf = 0.297 Kgf x 9.81N

1K gf x 1Kg m

s21N

x 1Kgmasico

1Kg ms2

= 0.297 Kg

masico

Densidad = ρ= mv = 0.297 kg0.0002m3 = 1.485 Kgm3

Consulte la densidad del agua a la temperatura que se encuentra el agua en el Beaker y determine analíticamente el valor de la masa de agua, llene la Tabla 3. Utilice la unidad de medida usada en la tabla 2 para las diferentes propiedades.

Tomamos la temperatura Inicial del agua a 27 °C

Conozco: 1 m3 de agua tiene 1000 kg de masa

Hacemos una regla de tres:

Si 1 m3 es 1000 Kg de masa

0.0002 m3 x

m = o .ooo2m3 x1000kg1m3 = 0.2 kg masico

m = d * V = 996.59 Kgf/ m3 x 0.0002 m3 = 0.199318 Kgf

Densidad = ρ= mv = 0.199318 kgf0.0002m3 = 996.59 Kgfm 3

Un litro de agua pesa, de acuerdo con las normas actuales, 0,998 kg1 litro = 0.001 m3

Peso = 1 litro = 0.001 m3 0.998 Kg 0.0002 m3 x

Peso = 0.0002m 3 x0.998 kgf

0.001m3 = 0.1996 KgfTABLA 3. PROPIEDADES DEL AGUA CALCULO ANALITICO

Volumen del líquido

Unidad de medida

Densidad del liquido

Unidad de medida

Cálculo de la masa

Unidad de medida

Cálculo del peso

Unidad de medida

0.0002 M3 999.59 Kgf / m3 0.2 Kg masico

0.1996 Kgf

Compare con los resultados obtenidos para la masa en las tablas 1 y 2. En caso de existir diferencias explique cuáles son las posibles causas de esto.

Si existe una diferencia entre la muestra experimental y la del cálculo analítico pero es muy poca los resultados son muy similares

PARTE 2: PRÁCTICA SOBRE COMPORTAMIENTO DEL FLUIDO CON LA TEMPERATURA:

Tome la temperatura inicial del agua, luego y realice el montaje que se observa en la fotografía

La temperatura inicial es 27 °C

1. Se inicia por colocar el beaker sobre la plataforma y con el termómetro tomamos la temperatura inicial que es 27 ° C

2. Procedemos a sujetar el termómetro para que este quede fijo.

3. Encendemos el mechero o soplete.4. Comenzamos a medir el tiempo cada vez que el agus aumente cada 5 ° C

hasta alcanzar los 90 ° C5. Registramos todos los datos en la tabla No. 4.6. Cuando la temperatura del agua supera los 75 °C se sostine una botella de

un material plástico blando vacía con la boquilla hacia abajo de modo que el vapor que se genere ingrese a la botella

7. Se realiza este procedimiento esto hasta que haya llenado la tabla 4 y la 5. 8. Luego tapamos la botella.

.

9. Observe

,

10.Explique el fenómeno

11.Concluya

TABLA 4: REGISTRO DE TEMPERATURAS VS TIEMPO

Con las Tablas 4 y 5 elabore una gráfica de Temperatura Vs Tiempo, saque conclusiones y explique el fenómeno

TEMPERATURA °C

TIEMPO TIEMPO (S)

0 °C 0 0

27 °C 0 0

32 °C 2 ´39¨ 159

37 °C 3´ 52 ¨ 232

42 °C 4´ 42¨ 282

47 °C 5´ 36¨ 336

52 °C 6´ 36¨ 396

57 °C 7´ 23¨ 443

62 °C 8´ 33¨ 513

67 °C 9¨23¨ 563

72 °C 10´ 33¨ 633

77°C 11´ 33¨ 693

82 °C 12´ 52¨ 772

87 °C 14´ 09¨ 849

90 °C 15´ 12¨ 912

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

100200

300400

500600700800900

1000

TIEMPO (S)

Temperatura

Tiem

po

Cuando alcanzamos la temperatura de 90°C iniciamos a tomar temperaturas cada 10 segundos hasta que no se registre cambio de temperatura en el termómetro y llenamos la Tabla 5.

TABLA 5. TIEMPO VS. TEMPERATURA

TIEMPO (S) TEMPERATURA °C0 9010 9120 9230 9240 9250 9360 9370 9380 9390 94

100 94110 94120 94130 94140 94150 94

0 20 40 60 80 100 120 140 16088

89

90

91

92

93

94

95

TEMPERATURA °C

TEMPERATURA °C

Tiempo

Tem

pera

tura

PARTE 3: PRACTICA DEMOSTRATIVA:

Medir la temperatura a la que hierve el agua en el sistema, consulte la presión de saturación a la temperatura medida; teniendo en cuenta la presión atmosférica de Medellín indique la presión absoluta que hay en el sistema.

La temperatura cuando empezó a hervir el agua es de 100 °C

A una temperatura de 100ºC la presión de saturación es 101.35 kPa. La gráfica de Psat contra Tsat da una curva característica para cada sustancia pura y se conoce como curva de saturación de líquido-vapor

Cuando la temperatura alcanza los 100 °C resultara una transmisión de calor adicional, en el cambio de fase, como se muestra en la figura, esto es que parte del líquido se evapora y durante este proceso la temperatura y la presión permanecen constantes pero el volumen específico aumenta considerablemente.

Temperatura de saturación es la temperatura en la cual se efectúa la vaporización a una presión dada y esta presión se llama presión de saturación para la temperatura dada, el líquido que existe a esta temperatura y presión se llama

liquido saturado y el liquidó que está por debajo de la temperatura de saturación se llama liquido subenfriado o liquido comprimido. Si la sustancia solo existe como vapor a la temperatura de saturación se llama vapor saturado. Cuando el vapor está a una temperatura mayor a la temperatura de saturación se llama vapor sobrecalentado.

PRESIÓN ABSOLUTA

En determinadas aplicaciones la presión se mide no como la presión absoluta sino como la presión por encima de la presión atmosférica, denominándose presión relativa, presión normal, presión de gauge o presión manométrica.

Consecuentemente, la presión absoluta es la presión atmosférica (Pa) más la presión manométrica (Pm) (presión que se mide con el manómetro).

1 atmósfera= 1.013x10^5 Pa (Pascales)

Presión Absoluta = Presión Atmosférica + Presión Manométrica

P ab = 640 mmHg + 0 = 640 mmHg

Cuando la presión se mide en relación a un vacío perfecto, se llama presión absoluta; cuando se mide con respecto a la presión atmosférica, presión manométrica. El concepto de presión manométrica fue desarrollado porque casi todos los manómetros marcan cero cuando están abiertos a la atmósfera. Cuando se les conecta al recinto cuya presión se desea medir, miden el exceso de presión respecto a la presión atmosférica. Si la presión en dicho recinto es inferior a la atmosférica, señalan cero

Compare las temperaturas a las que hierve el agua teniendo en cuenta la información medida en las partes 2 y 3 de esta experimentación; son la misma, explique.

En la práctica del laboratorio solo llegamos a una temperatura constante en nuestro caso a 94 °C llegamos al punto donde el agua iniciaba a mostrar como iniciaba a hervir ya cuando alcanza los 100 °C inicia la evaporación

Graficar los datos obtenidos en la tabla en un plano tiempo vs. Temperatura, luego establecer una línea de tendencia para los puntos y explique los resultados. Además si se supone una tendencia lineal por tramos para los datos de la Tabla 4 y la Tabla 5, ¿cuál es el significado físico de la pendiente en cada tramo?

0 20 40 60 80100

0100200300400500600700800900

1000

TIEMPO (S)

Temperatura

Tiem

po

0 50100

150200

8889909192939495

TEMPERATURA °C

TEMPERATURA °C

Tiempo

Tem

pera

tura

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

http://www.unet.edu.ve/~fenomeno/F_DE_T-65.htm

http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/villamar/MATERIAS%20DICTADAS/TERMODINAMICA%201/Termo%201%20Presentaciones/Tema%202%20Sustancia%20Pura%20TERMO%201.pdf

https://efrainpuerto.wordpress.com/2011/02/26/f1-2/

https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://www.academia.edu/7882362/Presi%C3%B3n_manom%C3%A9trica