Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Especialidad: Ingeniería Especialidad: Ingeniería en Comunicaciones y Electrónica Laboratorio de Química Aplicada.
Practica 3: “TEM!"I#$MIC
%$PROFESOR:
ALUMNOS:
"el Moral &á'(ue' )orge $l*erto !li+ares )asso &íctor Manuel
2CV10
PRACTICA 2 Objetivo:
El alumno "eterminara con los datos o*tenidos en el la*oratorio el tra*a,o desarrollado
Introducción:
En esta práctica podremos o*ser+ar los principios *ásicos de la termodinámicatales son sus acciones mecánicas con respecto al calor y al aumento de la temperatura- reali'ando así- tra*a,o. Entre otras restantes /ormas de energía.
Marco Teorico:
0a termodinámica puede de/inirse como el tema de la 1ísica (ue estudia los procesos en los (ue se trans/iere energía como calor y como tra*a,o. Sa*emos (ue se e/ect2a tra*a,o cuando la energía se trans/iere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una trans/erencia de energía de un
cuerpo a un segundo cuerpo (ue está a menor temperatura. ! sea- el calor es muy seme,ante al tra*a,o. 0a temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas indi+iduales. El calor es una trans/erencia de energía- como energía térmica- de un o*,eto a otro de*ida a una di/erencia de temperatura. 0a energía interna o térmica4 es la energía total de todas las moléculas del o*,eto- o sea incluye energía cinética de traslación- rotación y +i*ración de las moléculas- energía potencial en moléculas y energía potencial entre moléculas. Para mayor claridad- imaginemos dos *arras calientes de un mismo material de igual masa y temperatura. Entre las dos tienen el do*le de la energía interna respecto de una sola *arra. #otemos (ue el /lu,o de calor entre dos o*,etos depende de sus temperaturas y no de cuánta energía térmica o interna tiene cada uno. El /lu,o de calor es siempre desde el o*,eto a mayor temperatura 5acia el o*,eto a menor temperatura. Primera 0ey de la Termodinámica. Esta ley se e6presa como: Eint 7 8 9 Cam*io en la energía interna en el sistema 7 Calor agregado 84 9 Tra*a,o e/ectuado por el sistema 4 #otar (ue el signo menos en el lado derec5o de la ecuación se de*e ,ustamente a (ue se de/ine como el tra*a,o e/ectuado por el sistema. Para entender esta ley- es 2til imaginar un gas encerrado en un cilindro- una de cuyas tapas es un ém*olo mó+il y (ue mediante un mec5ero podemos agregarle calor. El cam*io en la energía interna del gas estará dado por la di/erencia entre el calor agregado y el tra*a,o (ue el gas 5ace al le+antar el ém*olo contra la presión atmos/érica.
Segunda 0ey de la Termodinámica. 0a primera ley nos dice (ue la energía se conser+a. Sin em*argo- podemos imaginar muc5os procesos en (ue se conser+e la energía- pero (ue realmente no ocurren en la naturale'a. Si se acerca un o*,eto caliente a uno /río- el calor
pasa del caliente al /río y nunca al re+és. Si pensamos (ue puede ser al re+ésse seguiría conser+ando la energía y se cumpliría la primera ley. En la naturale'a 5ay procesos (ue suceden- pero cuyos procesos in+ersos no. Para e6plicar esta /alta de re+ersi*ilidad se /ormuló la segunda ley de la termodinamica- (ue tiene dos enunciados e(ui+alentes: Enunciado de ;el+in 9 Planc< : Es imposi*le construir una má(uina térmica (ueoperando en un ciclo- no produ'ca otro e/ecto (ue la a*sorción de energía desde un depósito y la reali'ación de una cantidad igual de tra*a,o. Enunciado de Clausius: Es imposi*le construir una má(uina cíclica cuyo 2nico e/ecto sea la trans/erencia continua de energía de un o*,eto a otro de mayor temperatura sin la entrada de energía por tra*a,o. Tercera 0ey de la Termodinámica. 0a tercera ley tiene +arios enunciados e(ui+alentes: =#o se puede llegar al cero a*soluto mediante una serie /inita de procesos= Es el calor (ue entra desde el =mundo e6terior= lo (ue impide (ue en los e6perimentos se alcancen temperaturas más *a,as. El cero a*soluto es la temperatura teórica más *a,a posi*le y se caracteri'a por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el mo+imiento de las partículas. El cero a*soluto > ;4 corresponde apro6imadamente a la temperatura de 9 ?@3-ABC. #unca se 5a alcan'ado tal temperatura y la termodinámica asegura (ue es inalcan'a*le. =0a entropía de cual(uier sustancia pura en e(uili*rio termodinámico tiende a cero a medida (ue la temperatura tiende a cero=. =0a primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar 5asta el límite del cero a*soluto- siempre y cuando en este límite las +ariaciones de entropía sean nulas para todo proceso re+ersi*le=.
Procedimiento Experimental:
9
Primera Parte.
A. Monte la ,eringa como se indica sin la pesa de plomo4- anote el +olumen inicial. ?. Ponga encima del em*olo la pesa de plomo- presione ligeramente y anote el +olumen. 3. 1inalmente (uite la pesa del plomo y anote el nue+o +olumen.
9 Segunda Parte A. Monte la ,eringa como se indica. ?. Presione ligeramente el em*olo y tome el +olumen corresppndiente a la temperatura am*iente del agua. 3. Calentar 5asta B>DC- presionar ligeramente el em*olo y anotar el +olumen. . Continuar calentando y anotar los +olumenes a F>DC- G>DC y temperatura de e*ullicion del agua.
Cuestionario:
A. egistre los datos o*tenidos en el la*oratorio ?. Primera Parte LECURA
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Se&u'da Parte emperatura (C
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3. Si consideramos (ue la primera parte de la temperatura permanece constante- calcular el tra*a,o reali'ado en un proceso isotermico. .
Observaciones:
Pudimos o*ser+ar el cam*io (ue reali'a*a el aumento del calor so*re el sistema del em*olo- las principales leyes de termodinámica se mani/estaron en este pe(ueo e6perimento.
Conclusión:
0legamos a la conclusión de (ue con las condiciones necesarias y adecuadaslas leyes de termodinámica pueden ser claras y +isi*les. Teniendo en cuenta lo (ue implica- tener un sistema adia*ático o solo térmico en el (ue se pueda o*ser+ar el /enómeno.
Bibliografa: •
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