relación de calores especificos

RELACIÓN DE CALORES ESPECÍFICOS
Jorge Eliecer Buitrago S. – Nicolás David Osorio S. – Cristhian Camilo Fernández R.
(jebuitragos@unal.edu.co – ndosorios@unal.edu.co – ccfernandezr@unal.edu.co)
Grupo 3 - Laboratorio de propiedades termodinámicas y de transporte.
Pre-informe de Laboratorio
Facultad de Ingeniería – Departamento de Ingeniería Química y Ambiental.
Profesor Fernando LeyvaUniversidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá

1. OBJETIVOS

1.1. GENERAL:

Comparar los resultados obtenidos por los métodos de Rüchardt y de Clement-Desormes para la determinación de coeficiente adiabático de CO2 y aire.
1.2. ESPECÍFICOS:

Determinar el coeficiente adiabático del aire por método de Rüchardt
Determinar el coeficiente adiabático tanto del aire y el CO2 por el método deClement-Desormes
Comparar los resultados obtenidos para el coeficiente adiabático de los gases con respecto a los reportados en la literatura


2. MARCO TEÓRICO

Método de Clément-Desormes:

La primera ley de la termodinámica establece que en un sistema cerrado la energía se mantiene constante y solo puede transformarse entre las distintas clases de energía. Despreciando los efectospotenciales y electromagnéticos, la primera ley queda expresada:

Ec. 1

Donde es el trabajo, es la energía interna y es el calor. Las tres son formas de energía que relacionan energéticamente un cambio de estado en un sistema. El trabajo está definido como la energía que fluye a través de la frontera de un sistema durante un cambio de estado y puede ser usada para desplazar verticalmente uncuerpo [1]. La energía interna está referida a las moléculas y representa su energía cinética de traslación y su energía potencial de fuerzas intermoleculares. El calor es energía que fluye en función de un gradiente de temperatura entre el sistema y sus alrededores, del punto de mayor a menor temperatura.

En un sistema cerrado se puede describir un estado con la temperatura y el volumen; así,los cambios en la energía interna están dados por los cambios en estas propiedades (2):

Ec. 2

Este cambio también está relacionado con el calor y el trabajo generados y consumidos por el sistema. La ecuación 3 expresa la energía interna relacionando la diferencial inexacta del calor y el trabajo, siendo el trabajo equivalente a la presión de oposición al cambio de estado por el delta devolumen.

Ec. 3

Por lo cual el calor y el trabajo se toman como diferenciales inexactas, por el hecho de que no son propiedades termodinámicas, es decir, no son funciones de estado y por ello dependen de la trayectoria. Este hecho implica que sin importar que se tengan dos estados 1 y 2 iguales, la integral entre esos dos estados por un camino u otro es diferente, y así su valor depende delcamino tomado.

Se sabe además que la energía interna puede relacionarse con la entalpia según la ecuación 4, en un sistema en general se están cambiando dos de las propiedades PVT (presión, volumen y temperatura) y se puede tener un cambio a volumen constante o uno a presión constante.

Ec. 4

Si se da un cambio a volumen constante, el cambio de energía de cualquier procesorepresentado en la ecuación 3, quedaría expresado por la ecuación 5, que determina que no existe cambio de volumen y por lo tanto, no hay trabajo en este sistema.

Ec. 5

Se puede expresar el calor en términos del cambio de energía interna del proceso. Cuando el cambio de estado es llevado a cabo a presión constante, este puede ser representado por cambio en la entalpia del sistema por laecuación 6.

Ec. 6

A través de la ecuación 6 y 3, es posible expresar el cambio el calor en términos del cambio de la entalpía del proceso.

Ec. 7

El calor es una propiedad que depende de la temperatura, de tal modo que tanto para un proceso a volumen constante y uno a presión constante, el calor puede ser expresado por un cambio en la temperatura al incluir una propiedad adicional,...