Termodinamica

INFORME DE LABORATORIO # 7 GRUPO 3

COMPRESIBILIDAD

POR JULIANA CARRENO SANTIAGO BOHORQUEZ JORGE OLIVELLA OMAR GOMEZ

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA FLUIDOS Y TERMODINAMICA

BOGOTA D.C 8/10/2012

OBJETIVOS 1. Entender el concepto de coeficiente de compresibilidad 2. Entender la relación entre el volumen y la presión en le comportamiento de un gas ideal 3. Hallar el coeficiente decompresibilidad del aire 4. Someter el aire a un proceso isotérmico y aplicar la ley de Boyle para establecer relaciones en diagramas PV 5. Reflejar en un diagrama PV el comportamiento del aire sometido al montaje de Boyle

REFERENTE TEORICO El modulo de compresibilidad de un material mide su resistencia a la compresión uniforme, es decir se refiere al aumento de presión que se necesita paracausar una disminución unitaria dada. Cuando sobre la superficie de un material actúan esfuerzos normales iguales y en lugar de tener un esfuerzo tensor se tiene un esfuerzo compresor que genera una disminución en el volumen del material. El caso de los gases su compresibilidad isotérmica está dada por la expresión

Z0= -

( )

t

1.0

Ya que no podemos hablar de un volumen donde la presiónsea cero. El subíndice t indica que la temperatura se mantiene constante, esto es importante destacarlo debido a que la presión no depende únicamente del volumen, sino de la temperatura y la cantidad de sustancia también. Todas estas variables están relacionadas en la ecuación de estado de los gases ideales
2.0

La cual en el caso de un proceso isotérmico, a temperatura constante, toma la formade la ley de Boyle.
3.0

DIAGRAMACION DEL PROCEDIMIENTO PARTE I El desarrollo de la práctica gira en torno al Montaje de Boyle que consiste en una cámara tubular donde el aire se comprime por medio de una columna de agua, y la presión que se ejerce sobre el gas es registrado por un manómetro ubicado en el tope del cilindro que contiene el aire y el agua. La cantidad de agua puede sercontrolada por las llaves que se encuentran en la parte inferior del cilindro, estas llaves van a permitir el control de la altura de la columna de agua, que será útil al momento de hallar el volumen y sus variaciones. Para hallar el coeficiente de compresibilidad se conecta la llave de agua a la manguera del montaje de Boyle para ir introduciendo agua lentamente en la columna de aire e ir comprimiéndolo.Para realizar una tabla de datos con diez medidas diferentes dividimos la altura total de la columna en diez para tener datos a medidas proporcionales. El procedimiento se repetirá igualmente al ir vaciando la columna, con el fin de tener datos de ida y de regreso.

PARTE II Se introduce un vaso pequeño con agua al interior de la bomba de vacío y se deja que la bomba funcione. Análisis de laParte II A medida que la maquina se encargaba de expulsar el aire que había encerrado, se observaba el vaso con agua como si ésta estuviera hirviendo y evaporándose, al retirar el frasco de la bomba, estaba frio y no caliente como esperábamos. Esto se debe a la variación en la presión a la que estaba sometido el vaso con agua, es el mismo fenómeno que puede experimentar la sangre del ser humanocuando viaja al espacio y lo opuesto cuando esta buceando a grandes profundidades.

ANALISIS DE DATOS Para comenzar tomamos la medida del diámetro del cilindro que contenía el gas (aire) cuyo valor corresponde a 4.08cm y luego medimos la altura del mismo. Entonces: o El radio ( r ) del cilindro es: 2.04cm o La altura ( Hc ) del cilindro es: 48cm Empleando la ecuación hallamos el volumen del cilindroo Vc = 601.40cm³ o 0.0006014 m³ en el Sistema Internacional de Unidades. En el desarrollo de la práctica hicimos el mismo experimento de dos maneras distintas a las cuales nos referiremos con los nombres de: Procedimiento de bajada: Establecimos una presión del gas que fue recomendada como “máxima” para proteger el Montaje de Boyle de posibles daños correspondiente a 25psi la cual se...