laboratorio de termodinamica 1

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“MAQUINA TERMICA DE VAPOR”
Laboratorio de termodinámica

Diego Hernández Mejía,
Universidad Nacional de Colombia _ Sede Medellin
dihernandezme@unal.edu.co
RESUMEN – Las maquinas térmicas son sistemas capaces de generar trabajo a partir del suministro de calor por medio
de algún combustible. En este caso, etanol. A partir de este combustible se libere una energía química con lacombustión, de
ahí generamos energía térmica que finalmente se convertiría en trabajo útil, dándole así al agua energía potencial.
No toda la energía empleada en el sistema genera trabajo útil, ya que parte de esta energía se pierde en forma de calor en los
alrededores de allí el concepto de eficiencia que es la fracción de entrada de calor que se convierte en la salida de trabajo
neto.

PALABRASCLAVE – eficiencia térmica, poder calorífico, calor, energía potencial, energía química
esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas
FUNDAMENTO TEÓRICO – Una máquina térmica es
a una presión constante, al aumentar la temperatura, el
un dispositivo que convierte energía térmica en otras
volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el
formas útiles de energía, como laenergía eléctrica y
volumen del gas disminuye.
mecánica. Hace que una sustancia de trabajo recorra un
proceso cíclico durante el cual:
Se absorbe calor de una fuente a alta temperatura.
MONTAJE EXPERIMENTAL
Con este montaje la idea era ilustrar una maquina térmica
 La máquina realiza un trabajo
y ver todos los procesos por el cual se llegaba finalmente
 Libera calor a una fuente atemperatura más baja.
al trabajo útil. Inicialmente, se llenó el mechero con
Etanol puro como combustible el cual tiene un poder
Los conceptos básicos en el proceso de una maquina
calorífico de 26790KJ/Kg, se prendió la mecha y se puso
térmica son el calor, la energía, el trabajo y la eficiencia.
debajo del primer Erlenmeyer que tenía una masa de362,6
Calor: Es la forma de energía que se transfiereentre dos
gr , este mechero proporciona la energía de entrada al
sistemas (o un sistema y sus alrededores) debido a una
sistema (energía química), con la que se pretende realizar
diferencia de temperatura.
el trabajo de elevar una cantidad de agua a una
Energía: Es una magnitud física que se presenta bajo
determinada altura. Luego el agua se evaporiza y por
diversas formas, estáinvolucrada en todos los procesos de
medio del tubo aumenta la presión del segundo
cambio de estado físico, se transforma y se transmite.
Erlenmeyer que empuja el agua hacia arriba para llenar el
Trabajo: Es el producto de una fuerza por la distancia
tercer recipiente donde se realiza el trabajo. Al terminar el
que recorre su punto de aplicación por el coseno del
experimento volvemos a pesar elmechero para medir la
ángulo que forman el uno con el otro.
masa consumida y el volumen del tercer Erlenmeyer para
Eficiencia: Es el cociente entre el trabajo obtenido y el
saber cuánto trabajo útil se realizó.
trabajo suministrado.
Poder Calorífico: Es la cantidad de energía que la unidad
de masa de materia puede desprender al producirse una
reacción química de oxidación (quedan excluidas lasreacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión
nuclear, ya que para ello se usa la fórmula E=mc²).
Principios de Termodinámica empleados en una
Máquina Térmica
Primer Principio
Q = W + ΔU ; Rendimiento nunca es 100%
Segundo Principio
Es imposible la transferencia de calor de un foco frio a
otro caliente.
Ley de Gay Lussac
Relaciona el volumen y la temperatura de una ciertacantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante,
mediante una constante de proporcionalidad directa. En

Figura 1 – Montaje Maquina térmica de vapor
Esta figura representa el montaje de la máquina de vapor
de jeronimo de Ayanz.
Actividad:
Para empezar se determinan las condiciones iniciales del
sistema, como lo son la masa del combustible, la
temperatura del agua de la caldera, el...