Informe Termodinámica

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INFORME DE LABORATORIO

Nº 1 , TÍTULO DE LA EXPERIENCIA

                                                                                Asignatura : Termodinámica

                                                                                Profesor : Misael Fuentes Paredes

                                                                                Colaborador : T.A. Víctor Triviño.

                                                                                 Alumnos : Aliro Angulo

                                                                                                  Paula Curumilla

                                                                                                  Sebastián Lorca

                                                                                                  Bárbara Vera

I semestre de 2019

Ingeniería Civil Industrial.                                    Termodinámica.                       Profesor Misael Fuentes Paredes.     UACh 2018

Índice

1. Introducción y objetivos ………… …………………………….......Página 2
2. Identificación de equipos e instrumentos ……... ……………..... Página 3
3. Método de trabajo ……… ………………………………………….Página 3
4. Datos, procesamiento de la información y resultados…………..Página 4
5. Conclusiones ………………………………………………………..Página 7
6. Bibliografía …………………………………………………………  Página 8

1. Introducción

        El objetivo general de este trabajo es conocer y aplicar métodos o procedimientos para la determinación de la viscosidad y densidad. También comprender los cambios que experimentan frente a ciertas variaciones de temperatura.

           Dentro de los objetivos secundarios se espera que se pueda determinar experimentalmente la densidad en líquidos, determinar experimentalmente la viscosidad cinemática, calcular la viscosidad dinámica en N/m^2, comparar los valores obtenidos con los reportados en la literatura.

           Para ello, se realizó un laboratorio experimental donde se utilizaron sustancias clásicas de uso común (como es el aceite necesario para lubricar un auto o agua potable). Estas sustancias pueden ser utilizadas en cualquier sistema industrial, por lo que su estudio es de gran relevancia y ayuda tener la noción de estas propiedades para futuros ingenieros industriales.

Se define viscosidad como la “propiedad de un fluido que ofrece resistencia al movimiento relativo de sus moléculas” [1], es decir, la facilidad con que un líquido puede ser derramado, por lo que, se comprenderá porqué se dice que la miel es más “espesa” que el agua. Se obtendrá su valor en cada sustancia en cada temperatura medida a través de la siguiente fórmula:

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Donde es la constante del instrumento y es el tiempo transcurrido en segundos.[pic 4][pic 5]

Se define densidad como una ‘’propiedad característica de una sustancia” y como “el cociente entre su masa y su volumen” [2]. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es Kilogramos/metros³ (Kg/m³).  Se obtendrá su valor en cada sustancia en cada temperatura medida a través de la siguiente fórmula:

[pic 6]

donde es la masa medida en kilogramos  y es el volumen medido en metros cúbicos ][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Tipos de viscosidad

Viscosidad dinámica():            [pic 11]

                                                               [pic 12]

Viscosidad cinemática (v)                  

Viscosidad= constante del instrumento* tiempo de escurrimiento

2. Equipos e instrumentos

Materiales

1. Aceite SAE (40 mobil HD)
2. Aceite ISO (suniso SL32)
3. Agua potable (0C)

Instrumentos

1. Densímetro para líquidos livianos (escala de resolución de 0,8 a 1 gramos/cc).
2. Viscosímetro de tubo capital largo.
3. Termómetro de mercurio (escala de 110ºC a -20ºC)
4. Matraz aforado
5. Vaso precipitado
6. Hervidor

3. Método de trabajo

El laboratorio comenzó con una breve introducción del profesor, donde definió los conceptos de densidad y viscosidad, también mencionó las características de los fluidos y los instrumentos a usar, se prepararon las muestras y equipos para después dar paso a las instrucciones de medición.

La actividad principalmente fue medir el tiempo en el escurren los fluidos Aceite SAE, Aceite ISO y agua potable desde un cierto punto a otro en viscosímetros de tubo capilar largo en distintas temperaturas. Se realizó la medición de las temperaturas con un termómetro y en un proceso completamente aparte de la actividad principal. Además, con un densímetro se midió la densidad de la sustancia, para posteriormente calcular su viscosidad. Los resultados serán comparados en tablas para su posterior análisis.

Paralelamente a los todos los procesos mencionados anteriormente, se realizó un experimento con relación al vacío que se genera cuando una sustancia dentro de un contenedor cambia su temperatura. Para visualizar esto, un matraz contenía agua a temperatura ambiente y en la boquilla de este había una tapa sobrepuesta, la cual gracias al vacío no se movía. Lo primero que se realizó fue intentar despegar esta tapa, anulando el efecto vacío, introduciendo el matraz en un contenedor con agua hirviendo, para que el agua dentro de este aumentara su temperatura, lo que produce que las partículas se dispersen más, ocupando más espacio dentro del pote. Luego de repetitivos intentos introduciendo agua recién hervida, la tapa se soltó por sí sola. Para comprender mejor este efecto, se hizo el proceso inverso, se selló el matraz, por lo que se introdujo agua recién hervida hasta el tope de este, se sobrepuso la tapa y se mantuvo quieta por unos minutos, hasta que a medida que la temperatura disminuye, el agua ocupa menos volumen en este y la tapa quedó inmovilizada. (Esta actividad fue realizada por una única compañera del grupo de laboratorio).

4. Datos, procesamiento de la información y resultados.

Constantes y rangos

• Para  Aceite SAE: viscosímetro 2 C

          Aceite ISO: viscosímetro Nº 2

          Agua potable: viscosímetro 0 C

Tabla 1: Constante y rango de viscosímetro de tubo capilar largo

Tabla 2: Escurrimiento en minutos

Tabla 3: Escurrimiento en segundos

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