Lab 8

Laboratorio de Termodinámica:

Fenómenos Termodinámicos
Estudiantes de Pregrado de Ingeniería Civil en Obras Civiles:

Fecha de experiencia:
14 de noviembre de 2012
Fecha de entrega informe:
22 de noviembre de 2012

1. Objetivos:

-

Análisis cualitativo y cuantitativo del efecto de las variables de estado termodinámicas
(Presión, volumen y temperatura)

2. Introducción teórica:Si bien los sistemas termodinámicos presentan una serie de variables de estado, se puede
simplificar el análisis estudiando tan solo algunas variables intensivas y extensivas:
-

Presión
Volumen
Temperatura
La ecuación que modela el estado de un gas ideal se define:

Donde:

Siendo esta ultima igual a:
[

]

O bien:
[

]

Experiencia N°1:
Materiales necesarios:
-Termistor o termocupla tipo K
Multímetro o interface PASCO
Campana de vacío
Bomba de vacío mecánica
Barómetro de mercurio
Crisol con agua

Se deberá conectar una bomba de vacío mecánica a una campana de vacío, el sistema
debe tener un medidor de presión, en este caso será un barómetro de mercurio. Se debe
verificar que no exista fuga de aire. El montaje deberá ser similar a la figura 1.Procedimiento:
Colocar el crisol con agua dentro de la campana de vacío. Cerrar el sistema verificando que no
exista fuga, luego encender la bomba de vacío. Se debe observar con detención lo que ocurre.

Análisis de lo ocurrido:
Observación: El agua comienza a burbujear y a salpicar fuera del crisol.
Explicación: EL punto de ebullición de una sustancia no depende únicamente de la naturaleza,sino
también
de
las
condiciones
del
medio
como
la
presión.
El punto de ebullición del agua es 100°C cuando ésta se encuentra a una atmosfera de presión.
La ebullición ocurre cuando la presión del vapor del gas que escapa del líquido es igual a la
presión ejercida por sus alrededores.
Analizando la ecuación de gases ideales [1.0]:

Notamos la directa relación entre presión ytemperatura, demostrando que si la presión
disminuye, también disminuye la temperatura necesaria para el punto de ebullición.

Experiencia N°2:

Procedimiento experimental:
Materiales necesarios:
-

Termistor o termocupla tipo K
Multímetro o interface PASCO
Campana de vacío
Bomba de vacío mecánica
Barómetro de mercurio
Globo

Se debe conservar el montaje de la experiencia Nº1Procedimiento:
Se hace un nudo en la boquilla del globo y se deja dentro de la campana de vacío. Cerrar el
sistema verificando que no exista fuga, luego encender la bomba de vacío. Se debe observar
detenidamente lo que ocurre.

Análisis de lo ocurrido:
Observación: El globo comienza a inflarse a medida que se quita el aire de la campana.
Explicación: Cuando se infla un globo se está aumenta la presióndentro de él, generando una
dilatación de sus paredes mientras exista diferencia entre la presión interna y externa. Finalmente
deja de expandirse cuando se logra un equilibrio entre dichas p resiones.
Analizando la ecuación de gases ideales [1.0]:

Se puede notar la relación inversa entre volumen y presión, lo cual explica lo antes expuesto.
Lo que ocurre en la experiencia, contrario a lamanera común en que se infla un globo, es
el descenso de la presión externa del globo mientras éste, siendo un sistema aislado, no pierde la
presión inicial. En conclusión, se genera la misma diferencia de presiones, siendo la interna
superior a la externa, en donde el volumen es quien compensa el equilibrio.

Experiencia N°3:

Procedimiento experimental:
Materiales necesarios:
-Aparato de cero absoluto PASCO TD-8595
Sensor de presión absoluta PASCO CI-6532ª
Sensor termistor PASCO
Fuente con agua
Hielo
Hervidor o plato calefactor

Se debe conectar a la interface el aparato de cero absoluto (el cual incluye un sensor de
temperatura). Se calienta agua en el hervidor, la cual se depositara en una fuente suficientemente
grande (en donde quepa el sensor de temperatura...