7/27/2019 Práctica 10 Laboratorio de Termodinámica

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 LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

Práctica #10

“Constante particular del aire” 

Integrantes:

García Hernández Francisco Moisés Grupo de teoría: 13

Mogollán Ferrusquia Ángel Leonardo Grupo de teoría: 03

Benítez Rubín Edgar Josué Grupo de teoría: 12

Grupo de laboratorio: 02

Fecha de entrega:21/10/2013

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6)  Pesar el sistema.

7)  Abrir la válvula para que salga el aire comprimido.

8)  Cerrar la válvula.

9)  Pesar el sistema.

10) Repetir mínimo 5 veces.

DESARROLLO1)  Comenzamos abriendo totalmente la válvula del sistema conformado por el flotador, la

válvula y el manómetro.

2)  Con la válvula totalmente abierta, medimos la masa del sistema antes mencionado en la

balanza.

3)  Llenamos el flotador con aire comprimido con abriendo una de las válvulas verdes (aire

comprimido hasta que el manómetro no denotara un incremento de presión, es decir, lo

llenamos a su máxima capacidad).

4)  Una vez lleno, cerramos ambas válvulas (la de aire comprimido y la del sistema que

utilizaremos en nuestro estudio).

5)  Abrimos con cuidado la válvula del sistema flotador-válvula-manómetro hasta que el

manómetro nos indicó exactamente 2[kgf / cm2]. Alcanzada la medida cerramos

nuevamente la válvula del sistema.

6)  Pesamos el sistema.

7)  Repetimos los pasos 5 y 6 para una presión manométrica de 1,5[kgf / cm2] y 0,5[kgf / cm

2].

8)  Abrimos totalmente la válvula para nivelar la presión del sistema a la presión atmosférica

local.

RESULTADOSEvento V [m3] T [K] T

[°C]P1 [Pa] P2 [Pa] m1 [kg] m2 [kg] R

[J/kg·K]1 5x10-4 295,35 22,2 77 144,64 272 744,64 0,507 9 0,508 95 315,36

2 5x10-4

  295,35 22,2 77 144,64 223 844,64 0,507 9 0,508 7 310,44

3 5x10-4  295,35 22,2 77 144,64 126 044,64 0,507 9 0,508 18 295,65

Patm=77 144,64[Pa]

1[kgf ]=9,78[N]

1[m2]=10 000[cm2]

1[kgf / cm2]=97 800[Pa]

Raire=0,287[kJ/kg·K]

Evento R [kJ/kg·K] %Error1 0,315 36 9.8%

2 0,310 44 8.2%

3 0,295 65 3%

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CONCLUSIONESGarcía Hernández Francisco Moisés

Los valores que obtuvimos para la constante particular del aire fueron muy aproximados

al valor teórico, dentro de un margen de error aceptable (menor al 10%), el cual fue

debido a que el manómetro que nos fue proporcionado dentro del sistema flotador-

válvula-manómetro no estaba calibrado a 0, marcaba una presión inicial de 0,1[kgf / cm2].

La importancia del conocimiento de la constante de cada gas particular para poderlo

estudiar como un gas ideal radica en el análisis de sus estados para cualquier proceso en el que un

gas bajo estudio se analice, como podría ser para conocer el rendimiento y eficiencia de un

combustible (hidrógeno, por ejemplo, para la propulsión de un cohete), conocer la cantidad de

aire que se requeriría hacer pasar por una turbina para generar una velocidad requerida en un

avión o la cantidad de gas caliente que se requiere hacer pasar por una tobera con sección

convergente a difusor para lograr un impulso máximo en un cohete.

Mogollán Ferrusquia Ángel Leonardo:

Al realizar la práctica pudimos obtener de forma práctica la constante particular del aire, muy

cercana al valor teórico. Esta práctica a simple vista se ve muy básica, pero no lo es, ya que

utilizamos leyes para poder construir nuestra ecuación para determinar la constante particular del

aire “que es uno de los objetivos”. Ya que la ecuación de estado de un gas es la conjunción de la

ley de Avogadro ( ), la ley de Charles (

) y la ley de Boyle-Mariotte ( ). Al

involucrarlo con la constante universal nuestra ecuación final es:

 

Otra forma de obtener la constante particular del aire es con la relación que tiene con la constante

universal la cual es:

 

Cabe mencionar que tuvimos un porcentaje de error debido a que el manómetro

proporcionado en el laboratorio estaba mal calibrado, ya que tenía un desfasamiento de

.1 que afecto directamente en los datos.

Los ejemplos que nos podemos encontrar en la industria para son para la preparación y

llenado de los tanques de oxígeno, nitrógeno, hidrogeno, helio, argón, acetileno, neón,

etano, propano, butano, etc. que se usan en la industria en general, y algunos enmedicina.

En la industria del petróleo podemos verlo en los hornos de secado de diferente clase, en

las cámaras frigoríficas y cuartos fríos, en la criogenización, así como también en la

destilación de aceites esenciales para perfumería.

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Benítez Rubín Edgar Josué:

En esta práctica deducimos la ecuación para un gas ideal   y comprendí el

significado de ecuación de estado que es aquel que relaciona las tres propiedades

fundamentales que son la presión, temperatura y volumen. Entendí que el trabajo que

necesitamos para comprimir un volumen definido de gas o vapor es diferente debido a la

constante particular de los gases

  . Gracias a esto recreamos el experimento

para obtener la constante particular del aire 0.2870

  pero el resultado no fue el

requerido ya que no estamos a nivel del mar y la presión es fundamental en este tipo de

experimentos ya que a menor presión es menor el trabajo de compresión. Las condiciones

que desarrollamos el experimento no fueron las mismas en las que se desarrollo

originalmente por ello no registramos el mismo resultado pero creo yo nos aproximamos

con un margen de error mínimo. Y con esto damos por concluido la práctica.