Estática Y Dinámica De Fluidos

FUNDAMENTOS DE CALOR Y FLUIDOS MEC-119
MG. RODRIGO LEIVA D.

Informe - Estática y Dinámica de fluidos
Cristian Osorio, Cristina Salgado, Camila Villanueva
Universidad Técnica Federico Santa María
Departamento de Ingeniería Mecánica
Noviembre 12, 2010

Resumen: En este trabajo se midió experimentalmente distintas temperaturas del agua en tiempos de 1 [min] suministrandole calorrecibiendo trabajo mecánico, y luego en tiempos de 30 [seg] suministrandole calor a través de una fuente de energía. Se comprobó a través del intercambio de energía la "Primera ley de la Termodinámica" en un sistema cerrado (de masa constante) determinando la equivalencia que existe entre trabajo desarrollado y calor disipado por dicho trabajo. Se presentas los procedimientos de medición y tablas deresultados para asegurar que la experiencia sea reproducible. Se encontró un margen de error debido a que experimentalmente las condiciones no eran ideales.

1 Introducción a la teoría
Para ésta experiencia se consideró el recipiente del agua como un sistema cerrado que recorre un ciclo, recibiendo una cantidad de calor Q del medio exterior, que sufre dos tipos de transformaciones:
1.-El primero ocurre por el trabajo mecánico donde una fuerza que actúa sobre el sistema lo mueve a través de una distancia, generando leves aumentos de Temperaturas.
2.- Se conoce como "Efecto Joule" que es un fenómeno por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos delmaterial conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo, siendo en nuestro caso, la T° del agua.

Para poder comprobar la primera ley de termodinámica se ocupara la siguiente fórmula:

V•I•t=(Cc+ma•ca)∆T

Donde:
P: Potencia eléctrica (W)
V: voltaje promedio (volt)
I: intensidad promedio (amper)
t: tiempo de aplicación de la potenciaeléctrica (seg)
Cc: constante del calorímetro (cal/°c)
ma: masa del agua utilizada (g)
ca: calor especifico del agua a T inicial (cal/g°c)
T: diferencia de temperatura alcanzada (°C).

2 Procedimiento experimental
Al ingresar al laboratorio se midieron las condiciones ini-
ciales del lugar a trabajar y éstas fueron:

-Presión absoluta: 763 mmHg
-Humedad relativa: 62 %
-T°: 21°CPara la realización de ésta experiencia se utilizaron los si
guientes instrumentos que se mostrarán y nombrarán a
continuación.

1. Calorímetro
2. Vaso Calorimétrico
3. Termómetro
4. Amperímetro
5. Voltímetro
6. Pedestal
7. pinza para termómetro
8. probeta
9. fuente de energía
10. agitador
11. resistencia calefactora

Equipo Técnico:

*Fuente regulable con transformador(entrega energía).

* Wametro o Watt Metter, marca Itronica(mide potencia en V x I).

* Cronometro marca Hever

* Calorímetro con vaso calorimétrico, marca USM.
* Termómetro ,marca Tag, Rango entre0º a 100ºC, resolución de centésima de grado)
* Balanza Digital, marca Sartorius, Rango de 0 a 5000 gr,
Resolución de 1 gr.
* Aguadestilada.

PASOS DE LA EXPERIENCIA
-Empezando la experiencia lo primero que se realizó fue pesar la balanza con el vaso precipitado vacio y luego pesarlo con la masa de agua (700 [gr] de agua destilada)

-Luego se puso el agua en el vaso calorimétrico y luego este se introdujo en el calorímetro, y se puso la resistencia en el agua
-Después se ajusto el termómetro con el pedestal paraintroducirlo en el agua de tal forma que el bulbo quede sumergido en la mitad y así poder medir la temperatura correctamente.
-Seguidamente se tapó el calorímetro
-Se conecto además la fuente de energía, el amperímetro, voltímetro y la resistencia calefactora.
-Finalmente se procede a ejecutar la experiencia.

Se agitó el agua (con la varilla o agitador) constantemente y se midió, con la ayuda del...