Práctica 1 Química Industrial

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

QUÍMICA INDUSTRIAL (LABORATORIO)

PRÁCTICA 1°:

Relación entre las capacidades calorificas de un gas.

SECUENCIA: 2IM31

EQUIPO #3

PROFESORA

Ing. Maria del Rocio Romero Sanchéz

Fecha de Exp. 15/09/15

Fecha de Ent. 22/09/15[pic 3]

INDICE        

Tema                                                                                                     Pág.

Objetivo Principal        

Objetivos Particulares        

Introducción o Marco Teórico        

Listado del material y reactivos        

Desarrollo (Diagrama de bloques)        

Cálculos y resultados        

Análisis de resultados.        

Conclusiones.        

Cuestionario        

Bibliografía:        

Objetivo Principal

• El alumno determinará el valor de la relación Cp/Cv para el aire, por el método de Clément y Desormes.

Objetivos Particulares

• Utilizar el método de expansión adiabática para determinar la relación entre las capacidades caloríficas Cp y Cv para un gas.

• Interpretar los resultados en términos de la contribución de los diferentes grados de libertad molecular a la capacidad calorífica de un gas.

Introducción o Marco Teórico

El término termodinámica proviene de las palabras griegas therme (calor) y dynamics (fuerza), lo cual corresponde a lo más descriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor en energía. En la actualidad, el concepto se interpreta de manera amplia para incluir lo aspectos de energía y sus transformaciones, incluida la generación de potencia, la refrigeración y las relaciones entre las propiedades de la materia.

La termodinámica es parte de Física y estudia la energía y la entropía. Termodinámica es la ciencia que trata del calor y del trabajo y de aquellas propiedades de las substancias que guardan una relación con calor y trabajo, la base de la termodinámica es la observación experimental. Esas determinaciones han sido formalizadas en ciertas leyes básicas conocidas como la primera, la segunda y la tercera ley de la termodinámica.

Se sabe por experiencia que se requieren distintas cantidades de energía para elevar en un grado la temperatura de masa idénticas pertenecientes a sustancias diferentes. Por ejemplo, se necesitan 4.5 kJ de energía para elevar la temperatura de 1 kg de hierro de 20 a 30ºC, mientras que se requiere nueve veces esta energía con la finalidad de elevar la temperatura de 1 kg de agua líquida en la misma cantidad. Por lo tanto, es deseable tener una propiedad que permita comparar la capacidad de almacenamiento de energía de varias sustancias. Esta propiedad es el calor específico.

El calor específico se define como la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia. En termodinámica, el interés se centra en dos clases de calores específicos: calor especifico a volumen contante Cv y calor especifico a presión contante Cp

Desde un punto de vista físico, el Cv se puede considerar como la energía requerida para elevar en un grado la temperatura de una unidad de masa de una sustancia cuando el volumen se mantiene constante. La energía requerida para hacer lo mismo cuando se mantiene constante la presión es Cp. el calor especifico a presión contante siempre es mayor que Cv. porque a presión contante se permite que el sistema  se expanda y la energía para este trabajo de expansión también debe ser suministrada al sistema.

Listado del material y reactivos

• 1 Garrafón de vidrio
• 1 Perilla de hule
• 1 Manómetro diferencial (con agua)
• 1 Llave de paso
• 1 Tapón de hule trihoradado
• Tubería de vidrio y látex

Sustancia

Aire

Desarrollo (Diagrama de bloques)

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Cálculos y resultados

∆h=40

Datos iniciales al bombear el aire al garrafón cuando la diferencia debe de ser 40 cm.

Al dejar salir el aire del garrafón los datos fueron los siguientes:

Entones podemos deducir los valores de la presión manométrica, el valor de ˠ y el porcentaje de error en comparación con el valor teórico.

Presión manométrica:        

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Sustituyendo con nuestros valores en la primera diferencia de valores:

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Sustituyendo con nuestros valores en la segunda diferencia de valores:

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Con estos valores podemos determinar las presiones 1 y 2 con la siguiente formula:

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Debemos tomar en cuenta que la presión atmosférica es 585 mmHg, transformándolos  a cm quedaría de la siguiente forma:

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Entonces los resultados de las presiones serían los siguientes:

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Con estos resultados se deduce el valor de ˠ, el cual lo determinamos con la siguiente fórmula:

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Y para concluir tenemos que determinar el %error, el cuál debe ser menor al 10% según indicaciones de la profesora.

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∆h=35

Datos iniciales al bombear el aire al garrafón cuando la diferencia debe de ser 40 cm.

Al dejar salir el aire del garrafón los datos fueron los siguientes:

Entones podemos deducir los valores de la presión manométrica, el valor de ˠ y el porcentaje de error en comparación con el valor teórico.

Presión manométrica:[pic 18][pic 19]

Sustituyendo con nuestros valores en la primera diferencia de valores:

[pic 20]

Sustituyendo con nuestros valores en la segunda diferencia de valores:

[pic 21]

Con estos valores podemos determinar las presiones 1 y 2 con la siguiente formula:

 [pic 22]

Debemos tomar en cuenta que la presión atmosférica es 585 mmHg, transformándolos  a cm quedaría de la siguiente forma:

[pic 23]

Entonces los resultados de las presiones serían los siguientes:

[pic 24]

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Con estos resultados se deduce el valor de ˠ, el cual lo deducimos con la siguiente fórmula:

[pic 26]

[pic 27]

Y para concluir tenemos que determinar el %error, el cuál debe ser menor al 10% según indicaciones de la profesora.

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