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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