Termodinamica

Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Departamento de Formación Básica

Laboratorio de Termodinámica Básica

Practica N°6 “Primera ley dela termodinámica en procesos politrópico”

Profesor: Jorge Carlos Hernández García

Integrantes de Equipo:

Acosta Hernández Karla

Enríquez Calzada Cristian

Hernández López Alejandro

Vargas Avilés Isaac Jonathan

Venegas Escarcega Luis Manuel

Equipo: 3

Fecha de Entrega: 27/03/14

Practica N°6 “Primera Ley de la Termodinámica en procesos politrópico”

Objetivos:

El estudiante obtendrá datos experimentales de la temperatura y volumen, en un proceso politrópico en un sistema cerrado, para caracterizar dicho proceso y calcular sus variaciones de la energía, de acuerdo a la primera ley de la termodinámica.

Fundamentación teórica:

Proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema termodinámico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio (mecánico, térmico y/o material) entre sí.

Los procesos politrópicos son aquellos procesos termodinámicos para gases ideales que cumplen con la ecuación:  donde  es un número dado

En un diagrama presión-volumen la gráfica de un proceso politrópico es una curva, pero en un diagrama de logaritmo natural d presión contra logaritmo natural de volumen es una línea recta.

Desarrollo experimental

Material, equipo y sustancias.

-1 Vaso de precipitados de 2000 ml

-1 Matraz redondo de 250 ml.

-1 Termómetro de -20 a 110 °C.

-1 Agitador de vidrio.

-1 Tripie de fierro.

-1 Tela de alambre con centro de asbesto.

-1 Mechero Bunsen.

-1 Pinzas doble para bureta.

-2 Pipetas de 25 ml.

-1 Conexión de plástico.

-1 Conexión de látex.

-1 Tapón horadado del número 5.

- Aire, gas y agua.

Procedimiento:

⦁ En el equipo instalado verifica que: El agua dentro del vaso de precipitados cubra el matraz redondo hasta el cuello y que el matraz no toque ni el fondo del vaso de precipitados, ni sus paredes.

⦁ Quita la pipeta que esta invertida (L) de la pinza doble, sosteniendo la con la mano, acércala a la otra pipeta (N) y desplázala hasta que el menisco del agua en la pipeta que está en la pinza quede en cero.

⦁ Conecte con el tubo de látex el matraz redondo a la pipeta (N).

⦁ Observe la temperatura con el termómetro inmerso en el agua (evite que el bulbo dl termómetro toque las paredes del vaso) y anótala en la tabla de datos. A esta temperatura inicial le corresponde un volumen inicial, cuyo valor está inscrito en el papel que se localiza dentro del matraz, anótalo también. Así como el valor de la diferencia de niveles de agua de la pipeta, existen al principio puede ser cero.

⦁ Enciende el mechero Busen regula la flama y el color de tal forma que la flama sea lo más azul posible y que apenas toque el vaso de precipitados.

⦁ Agita continuamente el agua del vaso mantén dentro del agua, observa como la temperatura va en aumento.

⦁ Continúa observando la variación de la temperatura (t) y cuando haya incrementado 3 grados Celsius anótala, también en ese momento regístrala en la tabla la lectura del nivel del agua en la pipeta (N), y también mide con la escuadra la diferencia de las alturas de los niveles de agua (hagua) en la pipeta.

⦁ Sin dejar de agitar ni calentar, repite el paso 7 otras 5 veces más.

⦁ Una vez terminado el experimento apaga el mechero, coloca la pipeta (L) en la pinza doble y desconecta la pipeta (N) del matraz.

Tabla de datos experimentales

Nº de Medición Temperatura

(t) en Volumen de la pipeta “N” (VP) en mL Diferencia de alturas de agua (hagua) en cm

1 26 0 mL 0 cm

2 29 1.5 mL 1.5 cm

3 32 3.2 mL 3.2 cm

4 35 5.6 mL 5.5 cm

5 38 8.5 mL 8.1 cm

6 41 10.7 mL 10.5 cm

Vol. Matraz (Vm)= 280 cm3 Altura barométrica

hbarom= 0.585 mm de Hg Temperatura ambiente

tamb= 23

Cálculos:

1.- Calcular la densidad del agua () a la temperatura ambiente ().

)2

)2= 0.9976

0.9976

9.976

2.- Calcula los valores de la presión manométrica del agua (Pmanom)

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