Maquinas Termicas

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
Facultad Regional Rosario
Departamento de Ciencias Básicas
U.D.B. Física
Cátedra de Física II
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Trabajo práctico: MÁQUINA TÉRMICA
Objetivos Generales:
• Aprender a operar la máquina térmica.
• Comprobar las leyes de los gases ideales.
• Realizar experimentalmente un ciclo termodinámico ycalcular el trabajo
realizado por el mismo.
Actividades:
1. Reconocimiento del equipamiento.
2. Comprobación de la Ley de Charles.
3. Comprobación de la Ley de Boyle.
4. Combinación de las leyes (Gay-Lussac).
5. Desarrollo de un ciclo termodinámico y cálculo del trabajo del mismo
Materiales Generales:
• Máquina térmica
• Termómetro ó termocupla
• Recipiente con agua caliente
• Hielo• Cronómetro
• Recipiente de 3 l de capacidad y 20 cm de altura, con agua caliente en su interior
• Recipiente de 3 l de capacidad y 20 cm de altura, con agua y hielo
• Sensor de presión (CI-6532)
• Interfase computacional Science Workshop
• Sensor de temperatura (CI – 6505)
• Lubricante siliconado
• Calentador
• Pesitas apilables ó masas de 20, 50, 100 y 200 gramos.
• 2 recipientes Pirexde 1 l
• 1 regla
• 1 barómetro medidor de presión
• 1 recipiente para recoger el derrame de agua
Materiales Opcionales:
• Sensor de movimiento(CI-6529)
• Sensor de movimiento Rotacional (CI-6538) para detectar presión, volumen y
desplazamiento de forma automática.

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Actividad 1. Reconocimiento del equipamiento. Partes componentes:
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Dispositivo principal (máquina térmica)(Figura 1)
- pistón de diámetro: 32,5 mm ± 0,1 mm
- masa del pistón y la plataforma: 35,00 g ± 0,06 g
Cámara de aire (Figura 2)
3 mangueras: una de una vía o sentido (direccional) y una libre; y una con
válvula de cierre.
Tapones de uno y dos orificios

Figura 1

Figura 2.

2

IMPORTANTE:
- No colocar lubricantes al pistón que desliza dentro del cilindro.
- No mojar la base delaparato en ningún líquido.
!! Utilizar Aire dentro del cilindro (ó Helio).
- Cuando no utilice las mangueras, mantenga abiertas las válvulas de
apertura y cierre para que no se deformen.
- La máxima presión que soporta el equipo es de 345 kPa = 345.000 N / m2
!! Sobre la plataforma nunca deposita una masa mayor a 200 grs.

Figura 3.

Actividad 2. Comprobación de la Ley de Charles. (P =cte.)
Introducción teórica: La ley de Charles establece que en una evolución a presión
constante, que se realiza para un número de moles constante de un gas (masa constante),
en nuestro caso: aire, el volumen del gas, varía directamente con la temperatura absoluta
del mismo.
V=cT
c: constante
V: volumen
T: temperatura absoluta expresada en Kelvin

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Armado del equipo:
1. Utilice lacámara de aire con el tapón de un orificio, conectado con el tubo libre
de válvulas. Conéctelos a la base del aparato; que debe mantenerse acostado
para evitar las interacciones gravitacionales con el desplazamiento del pistón.
2. Cerrar la válvula de apertura y cierre no utilizada.
3. Mantener acostada la base durante todo el experimento. De este modo la presión
dentro del cilindro se mantendráconstante e igual a la presión atmosférica.

Figura 4.
Generar un archivo de excel
Procedimiento:
1. Introduzca el depósito ó cámara de aire dentro del recipiente con agua caliente
con el pistón posicionado previamente en la marca de cero. Luego de conseguir
el equilibrio térmico entre la cámara y el baño registre: temperatura del baño y
posición alcanzada por el pistón dentro delcilindro.
2. Agregue hielo al recipiente que contiene el baño. Registre temperatura y
posición del pistón en intervalos regulares de tiempo.
3. Calcule los volúmenes de gas para las distintas posiciones observadas del pistón
y regístrelos. (diámetro del pistón: 32,5 mm).
4. Grafique volumen vs. Temperatura en papel milimetrado y a escala.
5. Realice el informe del trabajo experimental....