Practica 1 termodinamica de las sustancias puras

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA II

PRÁCTICA NÚMERO UNO y DOS

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Construcción de los diagramas Presión Temperatura y Presión Volumen de una sustancia pura (El agua) a partir de datos experimentales.

OBJETIVO: Calcular las presiones absolutas del sistema a diferentestemperaturas para construir los diagramas PV y PT, además de comparar las presiones calculadas con los valores de las tablas de vapor correspondientes, para poder obtener los porcientos de error.

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA:

Comencemos por definir que es la presión desde el punto de vista de la Termodinámica Clásica: La presión P se define como una propiedad fundamental de los sistemastermodinámicos, puede medirse con un manómetro situado en las paredes del contenedor para registrar el cambio medio de momentos lineales que experimentan las moléculas al chocar contra las paredes del recipiente que las contiene o también puede medirse con un manómetro diferencial.

Esto hace que la presión se defina como una medida de la energía cinética media de las moléculas, dada por , de acuerdo conla segunda ley de Newton se tiene y si se considera que la entonces sustituyendo en la ecuación de presión se tiene:

Considerando que el proceso se realiza en un cilindro entonces esto hace que la presión quede finalmente como , eliminando el área y cambiando la aceleración por la gravedad g se tiene: ecuación que permite calcular la presión por contener parámetros mediblesfácilmente.





Con esto se demuestra que la presión ejercida sobre las paredes del contenedor y como consecuencia la presión del sistema, se calcula con la fuerza promedio originada por el choque de las moléculas del vapor de agua con el matraz que las contiene.

J = Joule.
N = Newton.
m = metro.
Pa= Pascal.

UNIDADES DE PRESIÓN

En el sistema internacional SI, la unidad de presión seregistra sobre la superficie de un metro cuadrado m2 en donde actúa la fuerza de un newton N igual a un pascal Pa, Pa=N/m2.

Otras unidades más comunes de presión son: milímetros de mercurio (mmHg) atmósferas (atm), bar, psia, psi.

La presión desde el punto de vista de la termodinámica clásica, se clasifica en Presión atmosférica o barométrica, Presión absoluta, Presión manométrica yPresión de vacío.

La presión atmosférica, se define como el peso de una columna unitaria de aire que inicia desde un punto de referencia en la tierra hasta donde termina la atmósfera terrestre y para medirla se utiliza el barómetro.

La presión absoluta, se define como la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica o la presión atmosférica menos la presión vacuométrica.

La presiónhidrostática es la que ejercen los líquido y aumenta conforme aumente la altura de la columna de este, debido a la densidad del mismo y a la fuerza de gravedad, para medirla se utiliza un manómetro diferencial.

La presión manométrica, es la lectura directa que registra un manómetro analógico o digital y también se puede obtener mediante cálculos, cundo se tiene un manómetro diferencial.

•Presión absoluta = Presión atmosférica + Presión manométrica.

• La presión manométrica = a la presión dada por un manómetro.

• Presión absoluta = Presión atmosférica - Presión de vacío.

• Presión atmosférica = Presión barométrica.

De acuerdo con este diagrama, la presión absoluta se define como la suma de la presión atmosférica más la presión manométrica o menos la presión vacuométrica,tal como se definió anteriormente.

ACTIVIDADES:
1. Armar el equipo correspondiente tal como lo muestra la figura.
2. Realizar el experimento y obtener los datos de las alturas y la temperatura.
3. Con la temperatura del experimento, encontrar los datos correspondientes de presión y volumen, en las tablas termodinámicas.
4. Realizar todos los cálculos con unidades.
5. Con los datos de...
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