Laboratorio de termodinamica

Laboratorio de Termodinámica.

Practica Num 1.

Sistemas Térmicos.

Objetivos: El alumno será capas de definir el concepto de sistema así como poder discernir los tipos de sistemas térmicos.

Marco Teórico.

El sistema es lo que se analiza los hay de dos tipos:
Abierto: Son los abiertos a la atmósfera con intercambio de masa y energía cruzan las fronteras del sistema en forma decalor-masa-trabajo.
Ejemplos: Radiador, Refrigerador, Aire acondicionado,

Cerrado: La masa no cruza la frontera del sistema solo la energía sale en forma de calor y trabajo.
Ejemplo: Olla de presión, Motor eléctrico, Motor gasolina

Aislado: El flujo de calor es despreciable.
Ejemplo: Turbinas, Cuarto frigorífico, Hielera, Termo.

Investigar: Funcionamiento de una olla de presión.
Encontra de lo que se cree, en el interior de una olla a presión el agua no llega nunca a hervir. Lo que acelera la cocción es el simple incremento de la temperatura del agua.


Las condiciones de presión y temperatura en el interior de la olla a presión (1-2) impiden la ebullición del líquido, salvo si se enfría rápidamente el vapor de agua provocando un rápido descenso de la presión (2-3).

Sise observa el diagrama de la figura, la ebullición se logrará siempre y cuando se consiga atravesar la denominada «línea de cambio de estado», la que separa las zonas de líquido (L) y gas (G) en el diagrama termodinámico. Sin embargo, cuando se cierra la tapa de la olla la mayoría del gas contenido en su interior será aire, no vapor de agua, de modo que en todo momento la presión en el interiorserá la suma de la debida al vapor de agua, cuya cantidad se va incrementando por efecto de la evaporación a medida que aumenta la temperatura, y al aire, cuya presión parcial es la responsable de que a medida que se calienta la olla la presión en el interior se aleje más y más de la de saturación, lo que impide la ebullición del agua en el interior de la olla, es decir, la línea de cambio de estadono corta nunca a la línea 1-2 que representa la evolución de las condiciones de presión y temperatura en el interior de la olla.
Del mismo modo, una vez alcanzada la presión máxima que determina la válvula (por su peso o por un muelle) en el interior de la olla, ésta no puede modificarse, y mantenerla a fuego fuerte no acelera la cocción si no que simplemente incrementa la evaporación de agua ylas pérdidas de vapor por la válvula.
Excepcionalmente puede producirse la ebullición de darse un enfriamiento rápido de la mezcla de aire y vapor de agua; por ejemplo, si se quiere abrir rápidamente la olla y se coloca bajo un chorro de agua. Este chorro de agua enfría las paredes del recipiente, lo que provoca la condensación del vapor de agua y un rápido descenso de la presión en el interiorde la olla de modo que se alcanza la línea de cambio de estado (2-3), y se produce la ebullición súbita del agua, con una virulencia que puede provocar incluso que el líquido escape por la junta de estanquidad del recipiente o la propia válvula. Otro tanto sucede si la olla se abre cuando aún está a presión, con el consiguiente riesgo de sufrir quemaduras por las salpicaduras de líquido caliente oel propio vapor.
Los montañeros también usan ollas a presión para cocinar, ya que de otro modo la cocción de los alimentos se torna muy difícil. A la altura del nivel del mar la presión atmosférica es de 1 atmósfera y la temperatura de ebullición en una cazuela abierta es de 100 °C. Sin embargo, a mayor altitud la presión atmosférica es menor y, por tanto, la temperatura a la que hierve el aguadisminuye, como describía Charles Darwin en el Viaje del Beagle:
«En el lugar en el que dormimos el agua hervía necesariamente a una menor temperatura que a menor altitud debido a la disminución de la presión atmosférica, siendo el caso el contrario al de la olla de Papin. Así, las patatas después de estar varias horas cociéndose en agua estaban casi como al principio. Se dejaron incluso las...