informe 6 (trabajo expansion y compresion) lab qmc 206

8/19/2019 Informe 6 (Trabajo Expansion y Compresion) Lab Qmc 206

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PRACTICA Nº 6

TRABAJOS DE EXPANSIÓN Y COMPRESIÓN

1. Introducción.

El balance de energía se refiere a las diversas clases de energía sin haberse mencionado que

tan útil es cada una de estas formas de energía para el hombre. La experiencia que existe

con las maquinas y los procesos indica que todos los tipos de transformación de energía no

tienen la misma posibilidad. Por ejemplo es bien sabido que el calor no puede transferirse

de una temperatura baja a otra alta sino solamente en la dirección opuesta así como

tampoco puede transformarse la energía interna completamente en trabajo. Para tomar en

cuenta estas limitaciones de la utili!ación de energía se desarrollo la segunda ley de la

termodin"mica como principio general.

#al como se aplica a los problemas de din"mica de fluidos una de las consecuencias de la

segunda ley de la termodin"mica es que pueden tenerse $ categorías de energía de diferente

calidad.

!" las formas de energía denominadas %mec"nicas& tal como la energía cin'tica

energía potencial y el trabajo las cuales pueden transformarse completamente por

medio de una maquina ideal (sin fricción) reversible* de una forma a otra dentro dedicha clase.

#" otras formas de energía tal como la energía interna y el calor que no pueden

transformarse arbitrariamente.

TRABAJO RE$ERSIB%E.

En termodin"mica un trabajo reversible se refiere a cualquier modificación en el sistema

que puede ser restaurado por un cambio opuesto infinitesimal. En esta situación se dice que

el sistema est" en equilibrio con su medio ambiente.

TRABAJO IRRE$ERSIB%E

El trabajo irreversible es aquel en el que el sistema retorna a sus condiciones iniciales pero

el medio ambiente ya no.



MANOMETRO EN &'(.

+nstrumento que sirve para medir presiones moderadas o peque,as.

TRABAJO DE EXPANSIÓN.

Es la fuer!a por la que un fluido) en este caso el aire pasa por los límites del sistema y ganó

volumen venciendo a la fuer!a de ro!amiento la presión del ambiente y otras magnitudes

físicas.

TRABAJO DE COMPRESION.

Es la energía desprendida por una fuer!a exterior que modifica los bordes del sistema de

estudio este hace que el volumen del sistema disminuya y su presión interna aumente.

). O#*+ti,o- d+ ! /r0ctic!).1 O#*+ti,o- +n+r! +-

• -plicar correctamente las ecuaciones de trabajo reversible e irreversible en los

procesos de expansión y compresión del mercurio.• eterminar los trabajos de compresión y expansión en las distintas etapas

reali!adas.• /bservar los cambios de volumen y presión manom'trica que suceden durante la

pr"ctica utili!ando el manómetro en 0.).) O#*+ti,o- +-/+c23ico-.

• eterminar gr"ficamente los trabajos de expansión y compresión para luego

verificar si son iguales o no.• 1amiliari!arse con las formulas que se van a emplear para la reali!ación de esta

pr"ctica.• 2erificar y observar experimentalmente las afirmaciones teóricas que se llegan a

conocer sobre los trabajos de expansión y compresión.• 3alcular el porcentaje (4* de eficiencia del trabajo en una expansión y en una

compresión.• 1amiliari!arse con m"s frecuencia con los instrumentos de laboratorio.• -plicar relacionar y comprobar los conceptos generales de fisicoquímica como es

la Primera Ley de la #ermodin"mica.

4. 5und! +nto T+órico



%E exp =W irrev

W rev× 100

%Ecomp

=W rev

W irrev× 100

# 5 cte.6$7 ℃ 6$89:;

P op 5 cte.6 P <ucre 6 =>7 mm de ?g

7 r+,+r-i# + d+ +8/!n-ión9 7 r+,+r-i# + d+ co /r+-ión.

Proc+-o !n! 2tico.

@A6P op @2 5 trabajo irreversible.

P!r! + tr!#!*o r+,+r-i# +:

Poposicion 6P sistema

@A rev. 6P sist.Bv

P!r! + c0 cu o d+ tr!#!*o r+,+r-i# + d+ co /r+-ión ; +8/!n-ión.

-l tener como medio ambiente al aire utili!amos la ecuación del gas idealC

P26nD#

n = PV RT

∫ δW = ∫Vi

Vf nRT

V δV

W rev = nRTln Vf Vi

<. D+-cri/ción d+ ! /r0ctic!<.1 M!t+ri! ; E=ui/o

• eringa (la cual trabaja como un cilindro y su pistón*.• Fanómetro en 0.• #ermómetro.



• 1lexo metro.

<.) R+!cti,o-:

• Fercurio.• -ire.

>. Proc+di i+nto E8/+ri +nt!• +nstalamos y preparamos el equipo necesario.• Posteriormente medimos en la jeringa el volumen determinado el cual ser" el

volumen inicial del experimento luego medimos la altura que le corresponde a

dicho volumen.Co /r+-ión:• 3on respecto al volumen inicial vamos reduciendo el volumen en intervalos

relativamente peque,os donde vamos midiendo la altura a cada intervalo

respectivamente.• Estos pasos se repiten durante 9 veces para obtener 9 resultados.E8/!n-ión:• <e toma el último volumen medido en la compresión como el volumen inicial para

la expansión luego vamos aumentando el volumen en intervalos relativamente

peque,os donde vamos apuntando las alturas respectivas para cada volumen.• Depetimos este paso durante 9 veces para obtener los 9 datos que se requieren para

calcular el trabajo de expansión.• #abular resultados.

6. C0 cu o-

P Sucr+9 =>7 mm ?g.

T ! #i+nt+9$7G36$89:;

6.1 T!#u !ción d+ d!to- +8/+ri +nt! +-

T!# ! 6.1.1 Tr!#!*o d+ Co /r+-ión

Etapa H Etapa $ Etapa 9



3.+. 3.1. 3.+ 3.1. 3.+. 3.1.

2(ml* $7 H> H> H7 H7 I

h(cm* 7 I > I > $$ 9 $$ 9 $8

T!# ! 6.1.) Tr!#!*o d+ +8/!n-ión.

Etapa H Etapa $ Etapa 9

3.+

.

3.1. 3.+. 3.1. 3.+

.

3.1.

2(ml* I H7 H7 H> H> $7

h(cm* $8 $$ 9 $$

9

I > I > 7

6.) T!#u !ción d+ d!to- !n! 2tico-

T!# ! 6.).1 T!# ! /!r! o- tr!#!*o- irr+,+r-i# +- +n ! co /r+-ión

Pop(mm?g* I7> JI9 K97Ai ( * <?4.16 E 4 <@6. @ E 4 <<).64 E 4

T!# ! 6.).) T!# ! /!r! o- tr!#!*o- irr+,+r-i# +- +n ! +8/!n-ión

Po/ " 64 6@< ><@7i J" <@6. @ E 4 4)).11 E 4 <41. 6 E 4

T!# ! 6.).4 P!r! tr!#!*o- r+,+r-i# +-

T º " P " N o " 7co /r J" 7+8/ J") 4 ><@ 5 . 906 × 10

− 4 1. 4)) 1. 4))



T!# ! 6.).< T!# ! /!r! + /orc+nt!*+ d+ +3ici+nci!

7 irr+,co /r J"

7 irr+, +8/J"

7 r+,co /r. J"

7 r+,. +8/J".

F +3.Co /r.

F +3. +8/.

1.44) 1.161@ 1. 4)) 1. 4)) 76 . 9368 1< .)@

6.4 C! cu o d+ tr!#!*o irr+,+r-i# + d+ co /r+-ión.

A compr irrev. 6A etapa H A etapa $ A etapa 9

A compr. irrev. (− 0.1573 − 0.075 − 0.1618 − 0.2568 − 0.1770 − 0.1824 − 01973 )J = ¿

(− 483.16 E − 3 − 406.90 E − 3 − 442.63 E − 3 )J

A compr irrev. ¿− 1 . 2076 J 6 MH.99$JJ

Et!/! 1A 6 (h H P atm. de sucre * N (2 f M2i*.A etapa H6 (I> =>7* mm ?gN (H>M$7* ml 6 M9I$>mm?gOml.

1000< ¿ =−

4.7684 × 10− 6

atm¿

m3

− 3624 mmHg∗ml× 1 atm760 mmHg

× 1 l t 1000 ml

× 1 m3

¿

− 4.7684 × 10− 6

atm ¿ m3

× 101325 J

1 atm ∗m3

=− 483.16 E − 3 J

GGA-2 -+ /roc+dió d+ !n+r! corr+ !ti,! +n tod!- !- t!# !- ;! !nt+- o-tr!d!-.

. Conc u-ion+- ; r+co +nd!cion+-

Fediante este informe ya demostrado se demostró los diferentes objetivos. <e logro

determinar el trabajo A en diferentes etapas que son en expansión y compresión. -l ju!gar

por los resultados se puede verificar que influye la temperatura ambiente.

?. Bi# io r!32!



Princi/io- ; c0 cu o- #0-ico- d+ ! in +ni+r2! =u2 ic!.

DA$ID M. IMME%B%A' P- +Q-< 3/Q<0L#- -< EL R 41> 4)@H.

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