PRÁCTICA 1 industrial

8/18/2019 PRÁCTICA 1 industrial

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Instituto Politécnico

Nacional

Unidad Profesional InterdisciplinariaDe Ingeniería Y Ciencias Sociales Y

Administrativas

Laboratorio de Química Industrial

Práctica 2 Capacidad Calorí!ca " calor de

neutrali#aci$n

Profesor Pérez Monroy Luis Alberto

Secuencia 2IM30

Secuencia 2IV43

Integrantes del %&uipo Flores Coutiño César

González Araujo s!ar Al"re#o

Men#oza $ue#a %ri!&

Cer'antes (o")a Linet

%&uipo No' (

)* de Septiem+re del 2,)-


2/25

*+,IC%

-.%/IV3

I+/$,1CCI+4

MA$C /%$IC

MA/%$IAL%( MA/%$IA( P$IMA(5

,%(A$$LL %6P%$IM%+/AL7

,A/( %6P%$IM%+/AL%(80

C9LC1L(80

$%(1L/A,(84

C1%(/I+A$I8:

C+CL1(I+%(23

-I-LIG$AF*A24

2


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-.%/IV

(e #eter;inaron e!a #e un !alor);etro yla ental=)a ;olar #e rea!!i?n #e un =ar á!i#o "uerte @ base "uerte

3


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I+/$,1CCI+

%n la a!tuali#a#B el !ono!i;iento #e los =ro!esos ter;o#iná;i!os ue se

realizan a !iertos siste;asB es "un#a;ental no sola;ente en la in#ustriaB sinoen la 'i#a #iaria =ara obtener lo ue se reuiere

%l =resente trabajo narra lo realiza#o en un e


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MA$C /%$IC

%l =ro=?sito #e la ter;o#iná;i!a es in'estiEar #e "or;a l?Ei!a las rela!ionesentre las #i"erentes !lases #e enerE)a y sus ;ani"esta!iones #i'ersas /ratata;bién #el =oten!ial ue i;=ulsa los =ro!esos y los senti#os en ue estos selle'an a !abo el euilibrio ue se estable!e en los !a;bios #e esta#o #eaEreEa!i?n #e la ;ateria y en las rea!!iones u);i!as Hsiste;as

Cuan#o a un Eas se lo so;ete a #istintos =ro!esos ter;o#iná;i!osB el ;is;osiEue traye!torias en un #iaEra;a PV ue son !ara!ter)sti!as #el ti=o #e=ro!eso al ue es so;eti#o

%l !ua#ro siEuiente in#i!a alEunos =ro!esos usuales !on sus e!ua!iones!ara!ter)sti!asJ

%l e.perimento Clément/Desormes

%l !o!iente #e !alores es=e!)>!os a =resi?n!onstante HC= y a 'olu;en !onstante HC'B #e#i"erentes EasesB γ = Cp/Cv B "ue ;e#i#o ya a!o;ienzos #el siElo 6I6 =or ;e#io #e un=ro!e#i;iento e!o a=resi?n !onstante y el !alor es=e!)>!o a'olu;en !onstante %n el ;éto#o #e Clé;ent y,esor;es se =ro#u!e una rá=i#a !o;=resi?n

Proceso %cuaci$nCaracterística

Isotér;i!o

Iso;étri!o

Isobári!o

A#iabáti!o

Politr?=i!o

P∙V =cte

V =cte

P=cte

P∙V γ =cte

P∙ V k =cte


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#e un Eas a baja =resi?n y te;=eratura a;biente !onteni#o en un re!i=ienteBue =ue#e enton!es su=onerse en =rin!i=io a#iabáti!a A !ontinua!i?n se #ejaue el Eas 'uel'a a su te;=eratura ini!ial ,urante el =ro!eso se reEistran las=resiones ;ano;étri!as #el EasJ la ini!ialB la resultante #es=ués #e la!o;=resi?n y la >nalB al 'ol'er el Eas a la te;=eratura a;biente Consi#eran#o

al Eas !o;o i#ealB se #e;uestra ue γ es iEualB a=ro!a ueJ

dE+dW =0

%n el !aso =arti!ular #e los Eases i#ealesB la rela!i?n entre la =resi?n P y el'olu;en V #e un Eas ue e


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γ es el #eno;ina#o !oe>!iente a#iabáti!oB #e>ni#o !o;o la rela!i?n entre los!alores es=e!)>!os ;olares a =resi?n !onstante y a 'olu;en !onstanteB C= yC' J

γ =C P

C V

La e


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Instalar el eui=o !o;o se ;uestra en la i;aEen

-o;bear aire !on la =erillaasta al!anzar una #i"eren!ia #e 40 !; e

Cerrar 'ál'ula$eEistrar la #i"e

O(e realiz? 4 'e!es ;ás

N

,%(A$$LL %6P%$IM%+/AL

5


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Quitar ta=?n #el Earra"?n y !olo!ar in;e#iata;ente$eEistrar nue'a;ente l

,A/( %6P%$IM%+/AL%(

Los #atos obteni#os #es=ués #e realizar el e


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C9LC1L(

(e =ro!e#i? a realizar la !on'ersi?n #e los #atos #e la tabla anteriorB #e !;2

a ;;EB utilizan#o la siEuiente iEuala!i?nJ760mm!=1034.2611cm

2O

Por lo ue sustituyen#o los 'aloresJ

Δ"11

=40.5 cm

2O#760mm!

1034.2611cm 2O =29.76mm!

obser'an#o en la tablaB se tiene ue Δ"11= Δ"12= Δ"13= Δ"14 B =or lo tantoJ

Δ"12

=29.76mm!

Δ"13

=29.76mm!

Δ"14

=29.76mm!

Δ"15=

40.3 cm 2O#760mm!

1034.2611cm 2O =29.61mm!

Para el !ál!ulo #e los #i"erentes 'alores #e Δ"3 B se utiliz? la ;is;a

;eto#oloE)aJ

80

Tabla 1. Registro de las alturas en c!"# enel bar$etro


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Δ"31

=8.5 cm

2O#760mm!

1034.2611cm 2O =6.25mm!

Δ"32

=12.8cm 2O#760mm!1034.2611cm 2O

=9.41mm!

Δ"33

=10.6 cm

2O#760mm!

1034.2611cm 2O =7.79mm!

Δ"34

=11.1cm

2O#760mm!

1034.2611cm 2O =8.16mm!

Δ"35=11

cm 2O#760

mm!1034.2611cm 2O

=8.08mm!

Con los !ál!ulos anterioresB se obtu'o la siEuiente tablaJ

Con las =resiones e


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P11

=585mm!+29.76mm!=614.76mm! ¿ P12

= P13

= P14

P15

=585mm!+29.61mm!=614.61mm!

Co;o to#os los 'alores #e Δ"2 son 0B to#os los 'alores =ara P2 son

re=resenta#os =or 5 ;;E

Para el !ál!ulo #e P3B se obtu'o ueJ

P31

=585mm!+6.25mm!=591.25mm!

P32

=585mm!+9.41mm!=594.41mm!

P33=585

mm!+7.79

mm!=592.79

mm! P

34

=585mm!+8.16mm!=593.16mm!

P35

=585mm!+8.08mm!=593.08mm!

Los resulta#os ;ostra#osB se a!u;ulan en la siEuiente tabla =ara una;ejor !o;=rensi?n #e los ;is;osJ

Cálculo de 4PADIA567IC

Cono!ien#o ue (P )*+),-T+C# = P" P1 B se !al!ularon los 'alores =ara (P )*+),-T+C# B utilizan#o la siEuiente ;eto#oloE)aJ

Δ P ADIABÁTICO1=585mm!−614.76mm!=−29.76mm!

!o;o P8 es !onstante Kasta la re=eti!i?n 4 y P2 se ;antiene !onstanteen to#o el e


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Δ P ADIABÁTICO1= Δ P ADIABÁTICO2= Δ P ADIABÁTICO3= Δ P ADIABÁTICO4=−29.76mm!

Δ P ADIAB ÁTICO5=585mm!−614.61mm!=−29.61mm!

Los !ál!ulos anterioresB se sintetizaron y aEru=ar en la siEuiente tablaJ

Cálculo de 4P IS789:IC

(abien#o ue (P+#T2R3+C# = P P1 B se !al!ul? !a#a uno #e los 'alores=ara (P+#T2R3+C# utilizan#o los #atos e


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$%(1L/A,(

Con to#os los #atos ne!esariosB se =ro!e#i? a !al!ular los 'alorese


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Por Rlti;oB se e;=learon los 'alores e


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C1%(/I+A$I

!" En 9u: oento del e5periento se llevan a cabo los procesos; a<adiabtico b< iso:trico> E5pli9ue breveente.

a Pro!eso A#iabáti!oJ /iene luEar en el ;o;ento en ue se #esta=a elEarra"?n #e 'i#rioB ya ue #urante este =eueño es=a!io #e tie;=oB las'ariables #e esta#o H=resi?nB te;=eratura y 'olu;en !a;bian La=resi?n #el siste;a se iEuala !on la =resi?n at;os"éri!aB ;ientras ue la

te;=eratura #el siste;a #is;inuye #ebi#o al trabajo realiza#o =or el EasHaire =ara e


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'E&&o&=|Υ te(&)co−Υ e*%e&)me+talΥ te(&)co |#100=|1.4−1.37

1.4 |#100=2.14

-' Cal!ule los 'olR;enes y las te;=eraturas =ara #os =ro!esos #ee ,'? ,'* ,'@ ,'- ,'( ,'; ,'2 ,')

1olumen


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V 8=( (0.4atm ) (56.0 - )0.3atm )=74.7 -

V 9=

(

(0.3atm ) (74.7 - )0.2atm

)=112.1 -

V 10=( (0.2atm) (112.1 - )0.1atm )=224.2 -

Pro!eso a#iabáti!o n 8 ;ol #e aire PV γ !te o P8V8 γ P2V2γ

Presi$n


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V 3=

1.37

√( (0.9atm) (24.2 )1.37

0.8atm )=26 .4 - T 3=256.3 K (24.2 -26.4 - )

1.37−1

=256 .9 K

V 4=

1.37

√( (0.8atm ) (26.4 )1.37

0.7atm )=29 .1 - T 4=226.9 K (26.4 -29.1 - )

1.37−1

=247 .8 K

V 5=

1.37

√( (0.7atm ) (29.1 )1.37

0.6 atm )=32 .6 - T 5=247.8 K (29.1 -32.6 - )

1.37−1

=237 .6 K

V 6=

1.37

√( (0.6atm ) (32.6 )1.37

0.5atm )=37 .2 - T 6=237.6 K (32.6 -37.2 - )

1.37−1

=226 .3 K

V 7=

1.37

√( (0.5atm ) (37.2 )1.37

0.4 atm )=43 .8 - T 7=226.3 K (37.2 -43.8 - )

1.37−1

=213 .0 K

V 8=

1.37

√( (0.4 atm ) (43.8 )1.37

0.3atm )=54 .0 - T 8=213.0 K (43.8 -54.0 - )

1.37−1

=197 .1 K

V 9=

1.37

√( (0.3atm ) (54.0 )1.37

0.2atm )=72 .6 - T 9=197.1 K (54.0 -72.6 - )

1.37−1

=176 .7 K

V 10=

1.37

√( (0.2atm ) (72.6 )1.37

0.1atm )=120 - T 10=176.7 K ( 72.6 -120.0 - )

1.37−1

=146 .6 K

87


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@' /ra!e en una Koja #e =a=el ;ili;étri!oB en los ejes P en "un!i?n #e VB los#atos #e las #os tablas anterioresB !orres=on#ientes a las !ur'as #e los=ro!esos isotér;i!o y a#iabáti!o Inter=rete los resulta#os obteni#os

!#?) 3+@+3ETR+C) )AEB)

*' OQué !on#i!iones =er;iten ue un =ro!eso sea a#iabáti!o Fun#a;entesu res=uesta en tér;inos #eJ a ra=i#ez #e la realiza!i?n #el =ro!esoBbaisla;iento #el siste;a y ! tér;inos #e la e!ua!i?n #e la Pri;era Ley#e la /er;o#iná;i!a

a La ra=i#ez !on la ue se realiza el =ro!esoB es "un#a;ental =araue o!urra un =ro!eso a#iabáti!oB ya ue lo ue !ara!teriza a este=ro!eso es ue el inter!a;bio #e !alor siste;aentornoB es=rá!ti!a;ente nula

b %l aisla;iento #el siste;a es una !on#i!i?n i;=ortante =ara uese =ro#uz!a un =ro!eso a#iabáti!oB =ues es el aisla;iento Ka!eue el inter!a;bio #e enerE)aB sea lo ;enor =osible%s =or esto ue =ara este !asoB se utiliz? un Earra"?n #e 'i#rioB=ues sus =are#es Eruesas ase;ejan ;uy bien las !on#i!iones #eun siste;a aisla#o (i no tu'iéra;os un siste;a #e este ti=oBresultar)a i;=osible lle'ar a !abo un =ro!eso a#iabáti!o

! Por Rlti;oB la Pri;era Ley #e la /er;o#iná;i!a nos #i!eJ % Q @T si sabe;os ue =ara un =ro!eso a#iabáti!o Q 0B =o#e;os#e!ir ue el !a;bio en la enerE)a interna en un siste;a aisla#o es

iEual al trabajo realiza#o =or los Eases #e su interior?' %n un =ro!eso a#iabáti!oB O=ara ué se utilizaJ γ

Para =o#er #eter;inar !?;o se !o;=ri;e o se e


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%l re"riEerante l)ui#osatura#o en el esta#o 3 se estranEula Kasta la =resi?n#el e'a=ora#or al =asar =or una 'ál'ula #e e


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22


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C+CL1(I+%(

Consi#ero ue el objeti'o =re'ia;ente =lantea#oB "ue satis"a!toria;enteal!anza#oB ya ue se loEr? #eter;inar la rela!i?n C=DC' =ara el aireB ;e#iante

el ;éto#o #e Clé;ent y ,esor;esB obtenien#o un resulta#o ;uy =r?


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(e loEr? al!anzar el objeti'o =lantea#oB utiliza;os el ;éto#o #e Clé;ent y,esor;es =ara =o#er !onseEuir la rela!i?n C=DC' =ara el aireB el error ue seobtu'o "ue ;uy bajo =or lo !ual !onsi#ero ue la =rá!ti!a ue realiza;os "uebastante buena Pu#i;os obser'ar ue es un siste;a a#iabáti!o Al ;o;ento#e Era>!ar =u#i;os obser'ar los !a;bios entre un siste;a isotér;i!o y el

=ro!eso a#iabáti!oendo$a Rueda (ric)

,entro #e este esi!ae


25/25

• +a'aB MB rt)zB V W $o;eroB M H2005 3anual de @aboratorioQuica +ndustrial ++. Mé

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