LABORATORIO DE TERMODINMICA

Prctica #1Presiones

Integrantes:Garca Hernndez Francisco MoissGrupo de teora: 13Mogolln Ferrusquia Angel Leonardo Grupo de teora: 03Luz Lpez Erick Francisco Grupo de teora: 03

Grupo de laboratorio: 02

Fecha de entrega:19/08/2013

OBJETIVOS-Construir un barmetro de Torricelli para determinar la presin atmosfrica en el laboratorio de termodinmica.-Demostracin de la aplicacin de presin relativa y absoluta para un fluido esttico-Establecer el modelo matemtico que relaciona la presin absoluta con la profundidad para diferentes fluidos estticos.

INTRODUCCINLa presin es un concepto que en termodinmica se refiere al esfuerzo normal aplicado a una unidad de rea ejercida por un fluido, el cual es una sustancia deformable al contacto con fuerzas relativamente bajas y no tienen forma definida.

Existen dos tipos clasificaciones de presin por su forma de medicin:-Absolutas. Son aquellas que se miden en referencia al cero absoluto (la suposicin de una ausencia total de presin).-Relativas. Hay de dos tipos:~Manomtrica. Es aquella que se mide con instrumentos calibrados a la presin de la temperatura ambiente, es decir, que es la diferencia entre la presin absoluta del sistema (siendo esta mayor a la presin ambiental) y la presin del ambiente donde se encuentra.~Vacuomtrica. Es aquella cuya magnitud resulta de la diferencia entre una presin atmosfrica y una absoluta, siendo la absoluta menor a la atmosfrica.

La presin atmosfrica es aquella que ejerce la columna de gas atmosfrico situada sobre una superficie.

El estudio de las presiones es de vital importancia en mltiples disciplinas industriales, como pueden ser:-La preservacin de la seguridad en una nave industrial teniendo un control sobre la presin de tanques de almacenamiento de sustancias.-La necesidad de obtener grandes diferenciales de presin en una red de tuberas para extraer hidrocarburos de yacimientos subterrneos, as como el manejo de la presin interna de los mencionados yacimientos para mantener una presin de extraccin adecuada.-El estudio de diferenciales de presin en el diseo de una aeronave para conseguir la presin de sustentacin que la pueda mantener en vuelo, al igual que las presiones que tengan que soportar las turbinas y las toberas de la aeronave al realizar la propulsin realizada para su desplazamiento.-La manutencin de presin similar a la atmosfrica en sistemas de soporte vital en aeronaves tripuladas para viajes a niveles muy altos de la atmosfera o espaciales, o incluso en lugares como la EEI.

METODOLOGA1) Construir el barmetro de Torricelli y determinar, al menos 3 veces, el valor de la presin atmosfrica en el Laboratorio de Termodinmica (utilizar guantes de ltex,cuidar que no queden burbujas de aire en el interior del tubo, tomar la altura de la columna de mercurio en el nivel superior del menisco).

2) Sumergir la campana de inmersin conectada al manmetro diferencial en cada uno de los lquidos y observar cmo cambia el nivel de lquido manomtrico al ser sumergido en cada lquido, al variar la profundidad en cada uno de ellos.

3) Utilizando el manmetro diferencial y los lquidos proporcionados:Tomar lecturas de la diferencia de niveles del lquido manomtrico que se establece entre los ramales del manmetro cuando se sumerge la campana de inmersin a distintas profundidades en un lquido esttico. Repetir el procedimiento para cada uno de los lquidos proporcionados.Tomar lecturas de la diferencia de niveles del lquido manomtrico que se establece entre los ramales del manmetro cuando se sumerge la campana de inmersin a una misma profundidad en cada uno de los lquidos estticos.

4) Calcular las diferencias de presin obtenidas.

5) Convertir los valores obtenidos de presin relativa o manomtrica a valores de presin absoluta.

6) Realizar y analizar el grfico:P vs profundidad (para fluido de densidad constante)Determinar el modelo matemtico que relaciona la presin absoluta con la profundidad para fluidos estticos:

DESARROLLOValores de referenciaagua= 1000 (kg/m3) a 4 (C)mercurio= 13 600 (kg/m3)g = 9.78 m/s2 en el D. F.Presin ambiente (valor de referencia): 77,170.00 (Pa)

CantidadMaterial

1Cpsula de porcelana

1Flexmetro de 3(m)

1Jeringa de 5 (ml)

1Vaso de precipitados de 100 (ml)

1Manmetro diferencial en U con campana de inmersin

1Tubo de vidrio cerrado en un extremo, de 60 (cm) de longitud

1Vaso de precipitados de 400 (ml) con 200 (ml) de mercurio

1Vaso de precipitados de 100 (ml) con 750 (g) de mercurio

1Vaso de precipitados de 600 (ml) con 500 (ml) de un lquido

Se propone que para cada fluido se establezca un modelo matemtico lineal segn:

Dnde: m = pendiente de la recta

RESULTADOSTabla No. 1. Valores experimentales obtenidos con el Barmetro de Torricelli.EVENTOh(m)Patm(cmHg)Patm(Pa)% Error

1.585877381.28.77%

2.58758.778315.19.42%

3.58758.778 315.19.42%

Promedio: 77 003,89[Pa]

Tabla No. 2 Valores experimentales obtenidos con el manmetro diferencialFluido 3 (sustancia desconocida)EVENTOh(m)Z(m)Densidad XPrel(Pa)Pabs(Pa)

1.001.00131100 Kg/m377 003,8977 004,99

2.002.00211100 Kg/m377 003,8977 006,89

3.003.0031100 Kg/m377 003,8977 007,19

4.004.00411100 Kg/m377 003,8977 008,29

5.005.00521100 Kg/m377 003,8977 009,39

6.006.0061100 Kg/m377 003,8977 010,9

Dnde: h = profundidad (m) y Z es la diferencia de niveles del lquido manomtrico que se Establece entre los ramales del manmetro.Donde: m = pendiente de la rectaA partir de un grfico P vs h se analiza el mismo.

h(m)Pabs(Pa)

0.00177 004,99

0.00277 006,89

0.00377 007,19

0.00477 008,29

0.00577 009,39

0.00677 010,9

Anlisis de resultados

Modelo matemtico:

Conclusiones:Garca Hernndez Francisco Moiss La presin es uno de las propiedades de la materia ms importantes para un ingeniero, gracias a su amplia gama de aplicaciones, desde mbolos hasta presurizaciones en sistemas de mantenimiento de vida en la Estacin Espacial Internacional.

El modelado matemtico empleado en sta prctica es una herramienta muy til, al darnos un posible patrn de la variacin de la presin y su tendencia, para poder hacer pronsticos a futuro y llevar un control de procesos que pueden ser elementales en diversas reas, como podra ser, en la meteorologa, la prediccin del estado del tiempo, que es informacin realmente importante en la industria del transporte, ya sea martima o area, en las telecomunicaciones e incluso en el ramo aeroespacial.

Luz Lpez Erick FranciscoEl realizar esta prctica me permiti observar los efectos causados por la presin sobre los fluidos y las diferentes formas en las cuales se puede tener una medida o valor de referencia para llevar a cabo una comparacin de este fenmeno. Es interesante como el conocimiento de este fenmeno fsico se fue desvelando desde la antigedad para llegar al concepto y dominio que hoy se tiene.

En especial la forma en que Torricelli desarrollo su experimento para medir la presin gravitacional para llegar finalmente al barmetro que lleva su nombre. As como las causas que, se rumorea fueron del orden religioso, lo llevaron a presentar inters en el fenmeno.

En la actualidad a cualquier persona le podra parecer fcil el ingeniar el experimento que Torricelli desarrollo, pero hay que hacer una mencin especial a la poca en la cual vivi y el desarrollo tanto tecnolgico como cientfico que imperaba.Esta prctica tambin me fue til para saber diferenciar los diferentes tipos de presin y as evitar futuras confusiones.Aun cuando no se tenga bien en claro las ventajas que una buena comprensin de la presin puede traer en el desarrollo profesional del ingeniero, la prctica permite vincularlo con los fenmenoscotidianos y algunas costumbres que despus de esta prctica, toman sentido razonable.

Mogolln Ferrusquia Angel Leonardo La realizacin de este experimento nos permite conocer ms acerca de la presin atmosfrica que es la base de todo el sistema, refirindome en trabajo, densidad, etc.

Acerca del experimento puedo concluir que la presin ejercida en un fluido cambia dependiendo en el lugar geogrfico en donde se encuentre, ya que la presin atmosfrica cambia sobre el nivel del mar. En la prctica cambiar el barmetro de posicin no haca mucho, pero al cambiar si altura la presin atmosfrica cambiaba en lo mnimo. En resumen la presin. Atmosfrica depende del nivel del mar.