informe final difusividad

8/9/2019 Informe Final Difusividad

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. TABLAS DE DATOS.

iempo %min&Altura%ra!as&

Altura%cm&

5 1617, 515 16+ 5758,+5 169 57++,95 166 5798,65 16, 57,+,,5 16 171+,;5 1,, +75+,85 1, +7;+,


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8+9*2- 7


5/10


6/10

3)

AAA3

A !

!!

2.

/D

c

211

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

f(x) = 0x - 3.21

Tiempo (s)

Z2/2

F'8?4! 2. r(fica de la altura de la columna de ter etlico con respecto al tiempo

As7 reali0ando una regresin lineal de dic$a recta7 tenemos "ue

DABc (yA2yA 1 )MAAy BLM

=0,0025

As7 despejando la difusividad tenemos:

DAB=(0,0025)AyBLMc (yA2yA1 )MA

=2,6292101cm

2

seg

Descartando los datos donde la temperatura vari considerablemente tenemos:

Tiempo (min) Z Z^2

0 0 0

10 0,075

0,00562

5

20 0,15 0,05062

5

30 0,15 0,14062

5


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0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

f(x) = 0x - 0.02

Tiempo (s)

Z2/2

F'8?4! 3. r(fica de la altura de la columna de ter etlico con respecto al tiempo

As7 reali0ando una regresin lineal de dic$a recta7 tenemos "ue

DAB c (yA2yA 1 )MAAy BLM

=0,0001

B despejando la difusividad tenemos:

DAB=(0.0378)AyBLMc (yA2yA1 )MA

=1,05102cm

2

seg

D))4'%!('% &)# )44$4experimental.

Calculando el error como:

E=valor teorcovalor e!"erme#tal

valor teorco100

B teniendo un valor terico de la difusividad DA3> 17+561x15?1cm+s corregido a lapresin atmosfrica de 3ogot( ! a la temperatura a la cual se trabaj %+,C&7tenemos "ue el error experimental para el primer c(lculo es:


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1,20411012,629210

1

1,2041101100=218,24

$E=/ara el segundo c(lculo7 donde se eliminaron algunos datos7 tenemos:

1,20411011,0517101 1,204110

1100=8,61

$E=

2esultado "ue nos muestra un error considerablemente menor7 como seesperaba.

@. DISCUSIN DE RESULTADOS.

/rimero "ue todo7 para poder desarrollar la pr(ctica ! facilitar los c(lculos7 separti de las siguientes suposiciones:

El ter es de grado analtico7 por lo cual se puede considerar puro. El aire esta libre de impure0as7 agua ! ter etlico inicialmente. El flujo de aire ! la presin del sistema son constantes %el rot(metro !

manmetro del e"uipo experimental permiti verificar esta condicin&. Fe garanti0a flujo de aire mnimo con el fin de tener certe0a "ue se tiene

flujo laminar.

a solubilidad del aire en el ter es cero7 garanti0ando "ue slo $a!transferencia de masa de ter al aire. a composicin del ter en el aire es cero.

Adem(s de asumir estas condiciones7 otra mu! importante ! "ue afectadirectamente la magnitud del coeficiente de difusin es la temperatura para poderobtener datos uniformes ! precisos del cambio de la altura de la columna de tercon respecto al tiempo7 se deben mantener constantes tanto la temperatura comola presin7 puesto "ue son las variables "ue pueden cambiar externamente ! "uemanualmente se deben corregir7 pero en el caso de la temperatura7 esta no se

logr mantener constante durante todo el intervalo de tiempo de medicin. El caloraportado por la resistencia dentro de la celda de Arnold es constante7 pero latransferencia convectiva de calor desde la resistencia $asta el capilar no lo es7dado "ue esta se acomoda a un perfil de temperatura7 ocasionando "ue latemperatura no sea la misma en todos los puntos del volumen de agua7 perocuando se llega al e"uilibrio trmico7 por ejemplo despus de apagar la resistencia


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! esperar cierto perodo de tiempo7 la temperatura en todo el volumen llega a serla misma. Es por esto7 "ue al aumentar la temperatura $asta "ue el setpointmarcara los +,-C establecidos7 ! luego se apagara la resistencia7 la temperaturacontinuaba fluctuando7 dado "ue no se $aba llegado al e"uilibrio. Inicialmente el

setpoint se program a +,-C pero la temperatura continuaba siendo inferior7despus de cierto tiempo7 el sistema lleg a la temperatura re"uerida ! se dioinicio al experimento pero la temperatura continu increment(ndose sin importar"ue el setpoint estuviese programado7 llegando $asta +8.+-C. Gbviamente7 esteincremento en la temperatura ocasion "ue el flux molar de ter etlico $acia elaire no se mantuviera constante %debera ser as7 puesto "ue el di(metro delcapilar es constante con 0& ! se incrementara por el aumento de la volatilidad%presin de vapor& "ue es proporcional a la temperatura. /or esto7 la gr(fica de lafigura 2no dio una lnea recta7 puesto "ue el cambio no es proporcional. a lneade tendencia "ue se ajust a la curva permiti el desarrollo de los c(lculos7 dado"ue se necesitaba la pendiente de la recta7 pero gener un error en los resultados.

Comparando los resultados obtenidos con los datos encontrados en la literatura7se observa "ue tomando todos los datos obtenidos %*igura +& ! contemplando elincremento de temperatura7 el error es bastante grande7 218,24% /ero tomandosolo los puntos en los cuales la temperatura fue constante e igual a +,-C %*igura9&7 el error se reduce considerablemente $asta un 8,61& esto demuestra "ue latemperatura es un factor determinante en el coeficiente de difusividad.

. CONCLUSIONES.

El coeficiente de difusin es funcin de varios factores7 pero entre ellos7 latemperatura es bastante importante.

a coeficiente de difusividad obtenido del ter etlico en aire fue

1,05102 cm

2

seg El valor obtenido de la difusividad experimental es cercano al valor terico

con un error del


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. SUGERENCIAS

En caso de aumentar la temperatura se recomienda agregar cubos de $ielo

a la celda de Arnold con el fin de mantenerla constante. impiar mu! bien el tubo capilar antes de empe0ar la practica.

. BIBLIOGRAFA.

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