Compendio De Pr Cticas De Quimica Industrial



Instituto Politécnico Nacional


Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas



Laboratorio de Química Industrial



Compendio de Prácticas


PRACTICA 1: RELACION ENTRE LAS CAPACIDADES CALORIFICAS DE UN GAS
OBJETIVO:
El alumno determinara el valor de la relación Cp/Cv para el aire, por el método de Clement y Desormes.

INTRODUCCION TEORICA
Latermodinámica es la ciencia que estudia las transformaciones de la energía.
La termodinámica se origino con la revolución industria. Es posible que sus seis pioneros más importantes curiosamente de seis diferentes nacionalidades hayan sido:

Sadi Carnot, nacido en Paris en 1796. Estudio la eficiencia de las maquinas de vapor e introdujo el concepto de entropía, del que ya hablaremos.

James P. Joule,ingles nacido en 1818, preciso los conceptos de calor y trabajo, y demostró la interconvertibilidad de estas formas de energía.

Rudolf Clausius, nacido en Alemania en 1822. Dio un marco matemático preciso de la termodinámica

William thomson luego Lord Kelvin, irlandés nacido en 1824. Formulo la primera ley de la termodinámica y la ley de la conservación de la energía. Creo la escala absolutade la temperatura.

Josiah W. Gibbs, estadunidense nacido en 1839. quizá quien más aporto al estudio de la termodinámica aplicada a las procesos químicos.

Ludwing bltzmann, austriaco nacido en 1844. Formulo las conexiones entre la dinámica de las moléculas y las propiedades microscopicas de una muestra de materia (termodinámica estadística)




Unidades de la energía
La energía se puedecuantificar, y existen muchas unidades hacerlo. La más común y recomendable es el joule (en honor a James Prescott Joule)
El joule puede definirse como la energía necesaria para levantar un cuerpo de 1Kg a una altura de 10.2 cm a nivel del mar.

Por su parte el calor se acostumbra a medir en calorías
Una caloría es la cantidad de calor que se debe transferir a 1g de agua elevan 1°C su temperatura

Elfactor de transformación entre calorías y joules es:
1 cal = 4.184 J
La definición de caloría permite expresar la propiedad llamada capacidad calorífica específica.
La capacidad calorífica de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta.
La capacidad calorífica no debe serconfundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, el cual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor, y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característica de las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.
Para medir la capacidadcalorífica bajo unas determinadas condiciones es necesario comparar el calor absorbido por una sustancia (o un sistema) con el incremento de temperatura resultante. La capacidad calorífica viene dada por:



Donde:

C es la capacidad calorífica, que en general será función de las variables de estado.
 es el calor absorbido por el sistema.
 la variación de temperatura

Para un sistema formado por una solasustancia homogénea se define además el calor específico o capacidad calorífica específica a partir de la relación:



donde:
C es la capacidad calorífica del cuerpo o sistema
c es el calor específico o capacidad calorífica específica
m la masa de sustancia considerada

CAPACIDAD CALORIFICA DE LOS SOLIDOS Y GASES

La capacidad calorífica de los sólidos y gases depende, de acuerdo con el teoremade equipartición de la energía, del número de grados de libertad que tiene una molécula, como se explicará a continuación.
Gas Monoatómico
Un gas monoatómico, como por ejemplo son los gases nobles tiene moléculas formadas por un sólo átomo
El calor específico molar de un gas ideal monoatómico es simplemente  cv = 3R/2 o cp = 5R/2. Los gases monoatómicos reales también cumplen las anteriores...