Laboratorio de Termodinámica Practica 8

7/23/2019 Laboratorio de Termodinámica Practica 8

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INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA

E INDUSTRIAS EXRACTIVAS

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA BÁSICA

PRACTICA 8.

APLICACIÓN DE LAS PROPIEDADES CRÍTICAS DESUSTANCIAS PURAS.

GRUPO: 1IM21.

SECCIÓN: A

FECHA DE ENTREGA: 17/NOVIEMBRE/2015.

NOMBRE FIRMA

OBJETIVOS:



A partir de los valores experimentales de temperatura a los que se midió la tensión

superficial aparente y por medio de la correlación de Hakim, el estudiante aplicara

los valores de las constantes críticas del agua para calcular la tensión superficial

de esta.



TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

Practica 8

APLICACIÓN DE LAS PROPIEDADES CRITICAS DE SUSTANCIAS PURAS

El estado límite después del cual no es posible una transformación de líqu

vapor, recibe el nombre de estado crítico, en un diagrama !" esta propi

se representa como un punto en la parte m#s alta de la curva.

$#s all# de ciertas condiciones de presión y temperatura, no puede efectu

el proceso de vapori%ación o de condensación, llegando a un estado lím

crítico en donde todas las sustancias ex&iben este comportamiento.

En la transición de la fase líquido vapor o gas, el cambio de volumen es

grande, posiblemente miles de veces mayor, pero cuando se &ace es

transición a presiones y temperaturas altas, el cambio de volumen en el p

de ebullición se &ace muy peque'o &asta lograr que dic&o cambio sea n

En ciertas situaciones, la existencia del estado crítico, demuestra que la diferencia

entre la fase líquida y vapor no es muy clara e incluso imposible de distinguir, y

cuando la presión es mayor a la presión crítica, entonces se tiene un estado

supercrítico.

$uc&as sustancias tienen presiones críticas muy altas, pero temperaturascríticas menores a las de las condiciones atmosféricas normales, con estascondiciones no es posible &acer una generali%ación de las temperaturas

críticas comunes( no obstante las presiones críticas de muc&as sustancias sonmayores a una atmósfera e incluso en algunas condiciones el agua puede

encontrarse m#s all# del estado crítico, en alguna parte del ciclo dentro de unaplanta de potencia de vapor.



"emperatura de agua tagua en )*+ -ectura del tensiómetro θ0 en )dina cm

tfria / 8 θ0 / 32.7

tambiente / 23 θ0 / 23.7

tcaliente / ! θ0 / !7."

-ectura promedio del tensiómetro conla espiral en )dina cm θ#$%ira&/23.23

$asa del espiral mespiral /".' Aceleración de la gravedad local '()78 c*+$²

0atos adicionales que deber#n encontrase en las tablas termodin#micas para el agua1

"c/"emperatura critica / 232.456

c/resión critica / 778.9:bar

/;actor acéntrico del pit%er / 2.397:

C,LCULOS.

ara obtener la tensión superficial por el método de la correlación de Hakim se usar# la

siguiente expresión1

γ H akim= P c2 /3 T c

1 /3 q (1−T exp

T c0.4

) M

!.-act/r %/&ar 0# Sti#& 1X

X =log Prsat +1.7 ω+1.552 +onsiderando "r / 8.9

<i Tr T

Tc "/"r="c 0onde " es de saturación en 6

")*+/">732.?56 @/bar

¿̄¿

¿̄¿ Pc¿ P¿

Pr=¿

" / 8.9 = 232.45 / 77:.23 6

"ablas de

vapor



")*+/ 77:.23 B 732.?5 / > :C.3C / 8.:C3C*+

"emperatura )*+ resión )bar 8.8? 8.889?7 8.:C3C D :.8 8.88C?:

y= x− x1

x2− x1( y2− y1 )+ y1

y=0.4878−0.01

4.0−0.01 (0.00814−0.00612 )+0.00612=0.00636 ¿̄

Pr=0.00636

220.64 =0.0000288

ω=−1−log( Pr

sat

(Tr=0.6 ))

ω=−1−log (0.0000288 (0.6 ) )=3.7624

X =log (0.0000288 )+1.7 (3.7624 )+1.552=3.4075

2.-Varia&# 456

q/8.?59 F 8.295G > ?.35: > ?2.53I > 8.589GI F ?.7C3G

q/8.?59 F 8.295 )2.397: > ?.35: )2.:835 > ?2.53 )2.:835I > 8.589 )2.397:IF?.7C3

)2.397: )2.:835/ >?57.937:

3.-Varia&# 4M6

$/?.7?F8.52C5G>?:.9?>27.83I>?.959GIF77.82G

$/?.7?F8.52C5 )2.397:>?:.9? )2.:835>27.83 )2.:835I>?.959 )2.397:IF77.82 )2.397:

)2.:835/ > ?54.472

.-C&c9&/ 0# &a T#$i; S9%#r<icia& c/ &a C/rr#&aci; 0# =a>i* 1ϒ =a>i* %ara ca0a

?a&/r 0# t#*%#rat9ra$ #@%#ri*#ta&#$ T#@%.

γ Hakim= Pc2 /3 T c

1 /3 q (1−T exp

T c0.4

) M

0onde1



"exp en k

!Hakim en dinacm

γ Hakim=220.642

3 (373.951

3 ) (−152.6724 )

(1−

281.15

373.95

0.4

)

−159.923

=−5.7537 x1037 dina

cm

γ Hakim=220.642

3 (373.951

3 ) (−152.6724 )( 1−296.15

373.95

0.4 )−159.923

=−1.0115 x1050 dina

cm

γ Hakim=220.64

2

3 (373.951

3 ) (−152.6724 )( 1−324.15

373.95

0.4 )

−159.923

=−9.7749 x1080 dina

cm

.-T#$i; S9%#r<icia& E@acta ϒ exacta

t

(¿¿ exp)2

γ exacta=75.65−0.14 (t exp)−2.7 x 10−4 ¿

γ exacta=75.65−0.14 (8 )−2.7 x10

−4 (8 )2=¿ 3:.5?2 dinacm

γ exacta=75.65−0.14 (23 )−2.7 x10

−4 (23 )2=¿ 37.2C3 dinacm

γ exacta=75.65−0.14 (51 )−2.7 x10

−4 (51 )2=¿ 93.C8C dinacm

0onde

texp en *+

ϒ exacta En dinacm

.-Traa &a 'r<ica 0/0# $# *9#$tr# &a$ t#$i/#$ $9%#r<icia&#$ 59# /t9?i$t#(γ exp , γ ajustada , γ Hakimtambienγ exacta) c/tra t#*%#rat9ra.



7.-C&c9&/ 0#& %/rc#ta# 0# #rr/r %ara ca0a &#ct9ra

.

%E=γ exacta−γ Hakim

γ exacta

x 100

%E=74.513−(−5.7507 x10

37)74.513

x100=7.718 x 1037

%E=72.387−(−1.0109 x10

50)72.387

x100=1.397 x1050

%E=67.808−(−9.7638 x10

80)67.808

x100=1.439 x 1081

TABLAS DE RESULTADOS.

"emperatura

experimenta

l )*+

"emperatura

experimenta

l

)6

"ensión

<uperficial

Ƴexperimenta

l

)dinacm

"ensión

<uperficial

aJustadaϒ

)dinacm

"ensión

<uperficial

Hakimϒ

)dinacm

"ensión

<uperficial

exactaϒ

K Error

aJustadaϒ

K Erro

Hakimϒ

C 7C?.?5 5?.8383 :4.5C94−5.7537 x 1 3:.5?2 7.718 x 10

3 ?7C.53



72 749.?5 25.937C :8.?C89−1.0115 x 1 37.2C3 1.397 x10

5 4C.33

5? 27:.?5 75.95?: 77.977?−9.7749 x 1 93.C8C 1.439 x 10

8 59.72

CONCLUSIONES

<e cumplió nuestro obJetivo ya que al obtener las tensiones superficiales aparentes de

cada temperatura en la pr#ctica anterior a&ora aplicaremos los valores obtenidos Junto

con las constantes críticas del agua y la tensión superficial de esta y así lograr una

comparación entre ellas y observar cual sería la tensión superficial con respecto a la

constante critica del agua .

CUESTIONARIO.

?. Lndica que tan significativa es la diferencia en los valores de tensiones

superficiales aJustadas obtenidas en la pr#ctica anterior, con respecto a los valores

de las tensiones superficiales obtenidas con la correlación de Hakim.

-a diferencia entre ambos valores es demasiado grande ya que las tensiones aJustadas

tienen un extenso rango de valores, que distan muc&o de la realidad. En parte tal ve% a la

densidad calculada para el agua a cada temperatura experimental, ya que la fórmula

utili%ada indica que es v#lida para temperaturas.

$ientras que las tensiones superficiales obtenidas a partir de la correlación de Hakimpresentan un rango peque'o de valores m#s cercanos a la realidad.

7. Anali%a los métodos1 experimental con aJuste y el de correlaciones( respecto a los

valores exactos y mencionar cual fue el meJor método.

-os porcentaJes de error registrados para la tensión superficial aJustada, con respecto a

los valores bibliogr#ficos son muy diferentes marcando valores de KError que van muy

grandes siendo estos muy altos para considerarlos correctos.

$ientras que con la correlación de Hakim se presentan valores muy parecidos a los

obtenidos bibliogr#ficamente siendo sólo un poco m#s altos a estos Mltimos, teniendo

KError peque'os que son muy buenos y aceptados.

2. <e'ala si los porcentaJes de error son significativos.

-as superficies de aJustes de error son menos confiables ya que avientan valores muy

altos de porcentaJe de error a comparación de los de Hakim lo que significa que son m#s

confiables los valores de Hakim.



:. D<e cumplieron los obJetivos de esta pr#ctica Dor qué consideras asi

Nbservando los valores de los KError para ambos métodos se puede decir claramente

que el método de la lectura aparente con el tensiómetro de aJuste arroJa valores poco

confiables, mientras que la correlación de Hakim es un método muy preciso y confiablepara la determinación de la tensión superficial de líquidos.

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