Instructivo Laboratorio TB Agosto 2015

7/23/2019 Instructivo Laboratorio TB Agosto 2015

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UNIVERSIDADAUTONOMADENUEVOLEON

FACULTADDEING.MECNICAYELCTRICA

INSTRUCTIVODEPRCTICAS

DETERMODINMICABSICA

PORCOMPETENCIAS

COORDINACININGENIERAMECNICA

M.C.

David

Garza

Castao

Dr.ArturoMoralesFuentes

M.C.MiguelGarcaYera

Edicinagosto2015


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I

NIDICE

Reglamentodeseguridad II

UNIDADTEMATICA1.PROPIEDADESDEUNSISTEMATERMODINMICO

No.1 SistemasTermodinmicos 1

No.2 ProcesoTermodinmico 7

No.3 CambiodeFasedeunaSustanciaPura 10

No.

4

Estado

Termodinmico

14

No.

5

Calor

Especfico

17

UNIDADTEMATICA2GASESIDEALES

No.6 GasIdealyGasReal 20

No.

7

Energa

interna

de

un

gas

23

No.8 Trabajo 26

UNIDADTEMATICA3APLICACIONESDELATERMODINMICA

No.9 Sistemasdeairecomprimido 30


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II

IT-7-ACM-07-R

REGLAMENTO DE SEGURIDAD

Fecha de ltima actualizacin: _____Agosto de 2010____

No. Regla Riesgo o Sancin

1

En base al calendario y horario de prcticas establecido, elprofesor deber procurar las llaves del laboratorio en el lugardesignado para ello y firmar el reporte de prcticas realizadasdurante la sesin

N.A.

2Velar por el uso correcto de los equipos y sustancias inflamablesy/o txicas utilizadas durante la prctica.

N.A.

3Mantener el orden y la disciplina, aplicando las sancionescorrespondientes a los alumnos que violen este reglamento opresenten conductas inadecuadas

N.A.

4Orientar, comprobar y supervisar las prcticas, y losexperimentos que los estudiantes realicen

N.A.

5Cerrar las puertas, apagar las luces, apagar y desconectar losequipos de prcticas, as como cerrar la alimentacin de gas yagua al terminar la prctica.

N.A.

6Reportar al jefe de acadmica correspondiente, cualquierprdida, deterioro, rotura de equipos, mobiliarios, sustancias, etc.

REPOSICION

7 En el laboratorio no se pueden ingerir alimentos ni bebidas. DAO AL EQUIPO O AULA

8De acuerdo a los estatutos de la UANL, est prohibido fumar enlos laboratorios y lugares cerrados de la institucin

BAJA DEL LABORATORIO

9 No ingerir ni oler las sustancias utilizadas en el laboratorio ENVENENAMIENTO

10Las sustancias y materiales debern estar debidamenteidentificadas.

ERRORES EN PRACTICA

11

Los estudiantes no podrn iniciar las prcticas y/o experimentos

sin la presencia, orientacin y autorizacin del profesorcorrespondiente.

DAO AL

EQUIPO/REPOSICIN ENCASO DE DAO

12Los depsitos de reactivos o cualquier otra sustancia deben sertapados inmediatamente despus de ser utilizados.

DERRAME Y PERDIDA DEMATERIAL/REPOSICION

13Si algn equipo presenta alguna anomala se debe reportar deinmediato al profesor responsable de la prctica para que searevisado por personal cualificado

MAL FUNCIONAMIENTO

14Si se trabaja con alguna sustancia txica y/o inflamable elprofesor debe extremar las medidas de seguridad

ENVENENAMIENTO Y/0QUEMADURA

15Los laboratorios deben contar con un botiqun de primerosauxilios

16En los fregaderos no se deben verter: sustancias txicas oinflamables.

DAO Y CONTAMINACION

17Los extintores de incendios se deben mantener normalizados y enun lugar visible y de fcil acceso.

REPORTE

18Despus de terminada la prctica, el profesor debegarantizar que los puestos de trabajo estn recogidos,ordenados y limpios, as como el laboratorio en general.

REPORTE

Revisin No. 4Vigencia a partir del: 4 de Agosto del 2008


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UNIDADTEMTICA1

SUSTANCIAS

PURAS

CompetenciasParticulares

Determinar

el

estado

en

el

que

se

encuentra

un

sistema

termodinmico

mediantelamedicindepropiedadescomotemperatura,presin,volumen

ymasaparaunaevaluacindeuncambiodeenerga


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1

PrcticaNo.1

Sistemas

Termodinmicos

Elementosdecompetencia:

Analizardiferentesdispositivosidentificandointeraccionesdemateriayformasdeenerga

quecruzalafronteraparadistinguireltipodesistematermodinmico.

Evidenciadeaprendizaje:Reportedeprctica1.Sistemastermodinmicos

Criteriosdedesempeo:

Completartodaslasseccionesdelinstructivodeprcticasconrespuestas

correctas,grficos,diagramasyobservacionesquesesoliciten.

Entregadelinstructivodeprcticasentiempoyforma

Limpieza

Actividadesdeaprendizaje:Medianteunalecturareflexivayunseguimientoordenadode

lassesionesdetrabajo,serespondeycompletaelinstructivodeprcticascomoseindica.

Instruccionesrespondaycompletelassiguientespreguntas

1. Definicindesistematermodinmico

2. Quesunafronteraenunsistematermodinmico

3. Tiposdesistemastermodinmicos


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2

Desarrollodelaprctica:

Observelossiguientesejemplos;identifiquelafrontera,tipodesistema,alrededoresy

justifiquesurespuesta.

Bomba

centrfuga

Frontera:

Tipodesistema:

Alrededores:

Justificacin:

Parrillaelectrica

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:


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3

Vasotrmico

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:

Intercambiador decalor(condensador)

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:


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4

Caldera Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:

Turbina Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:


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5

Enlosespaciosenblancoagregueunejemplodecadatipodesistema.

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:


10/38

6

Frontera:

Sistema:

Alrededores:

Justificacin:

Conclusiones:

Bibliografa:


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7

PrcticaNo.2

Proceso

Termodinmico

Elementos

de

competencia:

Analizar

un

sistema

mediante

el

cambio

de

propiedades

para

describireltipodeprocesotermodinmico

Evidenciadeaprendizaje:Reportedeprctica2.ProcesoTermodinmico




Entrega

del

instructivo

de

prcticas

en

tiempo

y

forma

Limpieza



Instrucciones:respondaycompletelassiguientespreguntas

1.

Definicin

de

proceso

termodinmico

2. Tiposdeprocesostermodinmicos

3. Ejemplosdelosdiferentestiposdeprocesostermodinmicos


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8


Introducirairealtanque(13.5L) conelcompresorhastaqueelmanmetro

indique1.0kgf/cm2

Registrarlaslecturasinicialesdelmanmetroytermmetroenlatabla2

Colocar

el

tanque

sobre

la

hornilla

y

encenderla

segn

se

indique

(80

%

de

lacapacidad).

Registrarlaslecturasdelastemperaturasylaspresionescada3minutos,6veces,

ohastaquelapresinsea1.5kgf/cm2

Cuandotermineelexperimentoretireeltanquedelahornillaydesconctela

Figura3.1.Tanquergidoparapruebasconmanmetroytermmetro


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9

Tabla3.1.Lecturadetemperaturaypresin

LecturasTiempo

[min]Temperatura[C]

Presin

Atmosfrica

[kPa]

Presin

Manomtrica

[kPa]

Presin

Absoluta

[kPa]

GrafiquelosdatosdePresinabsolutavs.VolumenyTemperaturavsvolumen,sabiendo

queelvolumendeltanqueesde13.5L.

Conclusiones:

Bibliografa:


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10

PrcticaNo.3

Cambio

de

Fase

de

una

Sustancia

Pura

Elementos

de

competencia:

Analiza

las

propiedades

de

un

sistema

mediante

el

uso

de

tablasparaidentificarsufase.

Evidenciadeaprendizaje:Reportedeprctica3.Cambiodefasedeunasustanciapura.




Entrega

del

instructivo

de

prcticas

en

tiempo

y

forma

Limpieza

Actividadesdeaprendizaje:Identificarlascondicionesalasqueocurreuncambiodefase

deunasustanciapuraycompletaelinstructivodeprcticas

Instrucciones:respondeycompletalassiguientespreguntas

1.

Definicin

de

fase

termodinmica

2. Qudiferenciaexisteentrefaseyestadotermodinmico

3. Aqueselellamacalidaddelvapor


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11

4. Diagramasdepropiedadestermodinmicasdesustanciaspuras


Colocar200mldeaguaenunaprobeta

Vaciarlamuestradeaguaenelmatraztipobola

Colocareltermopardelmultmetroalmatrazhaciendocontactoconelagua

Medir

la

temperatura

inicial

del

agua

Conectarelcondensadoralmatraz

Ponerelmatrazsobrelahornillayencenderla

Medirlatemperaturadelaguacada2minutos

Abrirlavlvuladelaguadeenfriamientodelcondensador

Realizar10mediciones,llenandolasiguientetabla


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12

Tabla4.1Datosdelexperimento

LecturaTiempo

[min]

Temperatura

[C]

Presin

Absoluta

[kPa]

Volumen

deagua

recuperado

[ml]

Calidadde

vapor

Descripcin

delafase

Fig.4.1.Sistemaparacambiodefases


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13

ClculosyGrficas

1. GrafiqueTemperaturavs.TiempoyvolumenrecuperadoVSTiempo

Conclusiones:

Bibliografa:


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14

PrcticaNo.4

Estado

Termodinmico

Elementos de competencia: Demostrar que a partir de dos propiedades intensivas e

independientes usando las tablas de sustancias puras se puede determinar el estado

termodinmico.

Evidenciadeaprendizaje:Reportedeprctica4.EstadoTermodinmico





Limpieza

Actividadesdeaprendizaje:Determinarelestadotermodinmicodeunasustanciapura,

siguiendolasinstruccionesdelprofesorycompletarelinstructivodeprcticas.

Instrucciones:respondeycompletalassiguientespreguntas

1. Definicindeestadotermodinmico

2. Postuladodeestadotermodinmico

3. Significadodesustanciapura


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ElrecipientequecontieneelrefrigeranteR134seencuentraaunatemperaturaambiente

de__________ycomoesunrecipientenuevosucontenidoderefrigeranteesde_______

lasdimensionesdelalataderefrigerante134asonDimetro________altura_________

Figura4.1.LatacomercialderefrigeranteR134a

Clculosygrficas

1. DeterminarelestadotermodinmicodelrefrigeranteR134a,apartirdemedicin

de temperatura y Volumen especfico. Utilizando tablas de propiedades

termodinmicasdeterminelapresin,energainterna,entalpiayfase.

T[C] Vesp[m3/kg] Presin[kPa] U[kJ] H[kJ] fase


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16

2. Dibujael diagrama T Vesp,PVesp mostrandoelpuntodelestadotermodinmico

dondeseencuentraelrefrigerante134a

Conclusiones:

Bibliografa:


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PrcticaNo.5

Calor

Especfico

Elementosdecompetencia:Realizar lasmedicionesde lamasadelcuerpometlicoyel

volumen

de

agua

para

determinar

el

calor

especfico

de

la

pieza

metlica

Evidenciadeaprendizaje:completarelinstructivodeprcticas.


Completarelinstructivodeprcticasconrespuestascorrectas,grficos,diagramas

yobservacionesquesesoliciten.

Entrega

del

instructivo

de

prcticas

en

tiempo

y

forma

Limpieza



Instrucciones:

responda

y

completa

las

siguientes

preguntas

1.

Diferencia

entre

Calor

especfico

para

un

slido,

para

un

lquido

y

para

un

gas

2.

Definicin

de

Calores

especficos

a

presin

y

a

volumen

constante

3. Diferentestiposdecalormetros

4.

Qu

unidades

tiene

el

calor

especfico

en

diferentes

unidades

5. DefinicindeEquilibrioTrmico


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18


En la olla de presin introduzca 250mlde agua y coloque la tapa de la olla

Encender la hornilla elctrica hasta que el agua alcance 80C

Registrar la masa y la temperatura inicial del objeto metlico al cual se desea

calcular el calor especfico

Vaciar el agua previamente calentada al calormetro y coloque la tapa de aislante

trmico

Despus de unos minutos introducir el termopar y registrar la temperatura inicial del

agua (T1)

Quite la tapa e introduzca dentro del calormetro el objeto metlico

Coloque nuevamente la tapa y el termopar y observe que sucede con la temperatura

Cuando la temperatura del termmetro ya no vara, tome la lectura de la temperatura

final del agua que tambin ser la temperatura final del objeto metlico (T2)

Figura5.1.Calormetroaisladocontapadeaislantetrmico.


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19

Preguntas:

1. Deacuerdoalexperimento,Qutipodeprocesosedesarrolla?__________.Y

Qutipodecalorespecficoserequiereendichoproceso?_________.

Clculos:

1. Considerando que el sistema alcanza el equilibrio trmico, el calor que cede el

aguaesigualalcalorqueganaelobjetometlico.Determineelcalorespecficodel

objetometlicoeinvestigueporcomparacinaquematerialcorresponde.

Conclusiones:

Bibliografa


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UNIDADTEMTICA2

Gases

Ideales


Reconoce

el

cambio

termodinmico

de

un

gas

al

modificar

sus

propiedades

termodinmicas como temperatura, presin y volumen considerando un

modeloidealynoideal,quepermitedeterminareltrabajorealizadoporel

sistema


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PrcticaNo.6

Gas

Ideal

y

Gas

Real

Elementos

de

competencia:

Realizar

mediciones

de

las

propiedades

de

un

sistema

termodinmicocomolapresinylatemperaturaparadeterminarsiungasesideal




y

observaciones

que

se

soliciten.


Limpieza



Instrucciones:

responda

y

completa

las

siguientes

preguntas

1. Definicindeungasidealenbasealateoracinticadelosgases

2. Ecuacindeestadodelosgasesideales

3. Definicindeungasrealyecuacionesdeestadodelosgasesreales(almenosdos)


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4. DefinicindeFactordecompresibilidad


Revisareltanquedeprueba(13.5litros)verificandoqueelmanmetromarquecero

Abrirlavlvuladellenadoycerrarladepurga

Conectareltanquedepruebaalcompresordeaire

Ponerenoperacinelcompresordeaire

Agregar

aire

al

tanque

hasta

que

la

presin

manomtrica

indique

a

1.5

Kgf/cm2

Cerrarlavlvuladellenadodeltanqueysuspenderlaoperacindelcompresordeaire

Registrarlatemperatura(T1)ylapresinmanomtricadelaire(Pman1)

Colocareltanquedepruebassobrelahornillayencenderla

Calentarhastaunatemperaturade50C

Registrarlatemperatura(T2)ylapresinmanomtricaalcanzada(Pman2)

Suspenderelcalentamientoretirandoeltanquedepruebayapagandolahornilla

Figura6.1.Compresordeairedellaboratorio


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22

Tabla6.1.Estadoinicialyfinal

EstadoInicial EstadoFinal

T[C] P[kPa] Vesp[m3/kg] T[C] P[kPa] Vesp[m3/kg]

Clculos:

1. Determinarlapresindelestadofinaltericamente,utilizandolaecuacinde

estadodelosgasesideales.

2. Determinarelfactordecompresibilidaddelasustancia(usarlacartade

compresibilidad).

3. Determineel%deerrordelateorasuponiendoquelosvaloresmsexactosson

losdelaprctica.

Conclusiones:

Explicadeacuerdoalexperimentoanterior,sielairesecomportcomoungasidealo

comoungasreal.

Bibliografa:


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PrcticaNo.7

Energa

Interna

de

un

Gas

Elementos

de

competencia:

Realizar

las

mediciones

de

las

propiedades

de

un

sistema

termodinmico con los conocimientos adquiridos para determinar sus caractersticas o

elementos.




y observacionesquesesoliciten.


Limpieza



Instrucciones:

responda

y

completa

las

siguientes

preguntas

Figura7.1.Modelomoleculardeungas

1.Queslaenergainternadeungas?


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24

2.Dequdepende laenerga internadeungas ideal?Describaelexperimentoclsico

queJoulerealizen1843.


Elalumnoreconocerelequipodelaprcticay

revisara las vlvulas de entrada y salida del

tanque de prueba. La vlvula de entrada # 1

deber

estar

abierta

para

poder

incrementar

la

masa de aire y la de salida # 2 cerrada. Se

deberconectarelcompresordeairealcople

de la entrada y poner en operacin el

compresordeaire.

Elalumnovigilarael incrementode lapresin

manomtricayavisaracuandoestallegueaun

valor de 1 (uno) kg/cm2. En ese momento

cerrar lavlvuladeentrada#1deltanquede

prueba,suspenderlaoperacindelcompresor

y

desconectar

la

lnea

del

compresor

del

tanque.

Tomar el dato de la temperatura del aire al terminar de llenar el tanque de prueba,

considerarqueeltanquedepruebatieneunvolumende13.5litros.

Coloque el tanque de prueba arriba de la parrilla hasta que la presin manomtrica

aumente0.5kg/cm2.Enesemomentotomareldatodelatemperaturafinaldelaire.

Figura

7.2.

Tanque

rgido

para

pruebas

conmanmetroytermmetro

#

1

#2

ManmetroTermmetro


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Clculosygrficas

Determinarelcambiodeenergainternaduranteelprocesodeadicindecalor

isomtricoenlassiguientesunidades:KJ,kcalyBTU.

IdentificarenundiagramaPVyTVlatrayectoriaseguidaduranteelprocesode

compresin.

Conclusiones:

Bibliografa:


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PrcticaNo.8

Trabajo

Elementos

de

competencia:

Analiza

un

sistema

de

frontera

mvil

mediante

el

cambio

de

presinyvolumenparadeterminareltrabajodefrontera.




yobservacionesquesesoliciten.

Entrega

del

instructivo

de

prcticas

en

tiempo

y

forma

Limpieza



Instrucciones:respondaycompletalassiguientespreguntas

1. Definicindetrabajoentermodinmica

2. Diferentestiposdetrabajo

3. Funcinpuntoyfuncintrayectoria

4. Convencindesignosparaeltrabajo


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Desarrollo

de

la

prctica:

Registrar

la

presin

atmosfrica

Verificarqueelmanmetroindiquecero

Registrarlaposicindelmboloconrespectoalaregla

Agregarunapesa

Registrarlapresinmanomtricayeldesplazamientodelmbolosobrelaregla

Repetirelpasoanterioragregandounapesayregistrarlaslectura.

Figura8.1.Pistnconmanmetroyregla


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Tabla8.1.Tabladeresultados

Lectura

Masa

[kg]

Desplazamiento

[m]

Volumen

[m3]

Presin

manomtrica

[kg/cm2]

Presin

absoluta

[Pa]

Trabajo

[Joule]

Clculos:

1. Segneldesarrollodelaprctica,Qutipodeprocesosellevaacabo?_______

Calculalacantidaddetrabajorealizadaencadaunadelaslecturas.

2. Graficalospuntosenundiagramapresincontravolumen.


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3. Comparaelreabajolacurva(trabajo)conelresultadodelasumatoriadela

columnadetrabajodelatablaanterior.

Conclusiones:

Explica

en

base

al

experimento

si

el

trabajo

es

una

funcin

de

punto

o

detrayectoria

Qurepresentaelsigno(positivoonegativo)enlosclculosquobtuviste?

Bibliografa:


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UNIDADTEMTICA3

Aplicaciones

de

la

Termodinmica


Identificar

y

determinar

las

propiedades

de

las

sustancias

puras

mediante

el

usodetablas,diagramasyleyes,paraaplicarloacasosdeestudio.


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PrcticaNo.9

Sistemas

de

Aire

Comprimido

Elementos

de

competencia:

Identificar

en

el

laboratorio

las

partes

de

un

compresor

de

aireparaentendercmofunciona




y

observaciones

que

se

soliciten.


Limpieza

Actividades

de

aprendizaje:

Mediante

una

lectura

reflexiva

y

un

seguimiento

ordenado

de


Instrucciones:

responda

y

completa

las

siguientes

preguntas

1. Qufuncintieneuncompresordeaire

2.

Cules

son

los

componentes

de

un

compresor

de

aire

3. Clasificacindelosdiferentestiposdecompresores


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31


Identificar loscomponentesdelcompresordeaireydescribesufuncincompletando la

Tabla9.1

Fig.No.9Compresordeaire

Tabla9.1.Listadeidentificacindeloscomponentesdeuncompresor

Punto

Elemento Descripcin

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7


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Conclusiones:

Bibliografa:

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