Mexicali, B.C.,2/Junio/2010

ÍNDICE

OBJETIVOS………………………………………………………..…………………..3

MOTIVACIÓN………………………………………………………………………….3

ANTECEDENTES……………………………………………………………………..3

EQUIPO………………………………………………………………………………...4

MARCO TEORICO……………………………………...…………………………….5

PROCEDIMIENTO.……………………………………………………………………6

DATOS Y CALCULOS…….………………………………………………………….8

CONVERSIONES……..……………………….…..………...……………………….9

CONCLUSIONES…………………………………………………………………….10

OBJETIVOS

O Calcular la K del Bronce empleando la ecuación )( 12 TTA

mLvLK

−= de la ley

de Fourier.

MOTIVACION

Es importante para la determinación de los calores de vaporización de ciertas sustancias y además de la tranferencia de calor que puede existir en los direfentes materiales conocidos, sirve para determinar que material es mejor conductor de la energía calorífica y, asi poder determinar perdidas de calor.

ANTEDECEDENTES

Cuando se calienta la materia la energía cinética promedio de sus moléculas aumenta, incrementándose su movimiento. La conducción de calor que a nivel macroscópico puede modelizarse mediante la ley de Fourier, a nivel molecular se debe a la interacción entre las moléculas que intercambian energía cinética sin producir movimientos globales de materia. Por tanto la conducción térmica difiere de la convección térmica en el hecho de que en la primera no existen movimientos macroscópicos de materia, que si ocurren en el segundo mecanismo. Todas las formas de materia condensada tienen la posibilidad de transferir calor mediante conducción térmica, mientras que la convección térmica en general sólo resulta posible en líquidos y gases. De hecho los sólidos transfieren calor básicamente por conducción térmica, mientras que para gradientes de temperatura importante los líquidos y los gases transfieren la mayor parte del calor por convección. La conductividad térmica es una propiedad de los materiales que valora la capacidad de transmitir el calor a través de ellos. Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los polímeros, siendo muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantes térmicos. Para que exista conducción térmica hace falta una sustancia, de ahí que es nula en el vacío ideal, y muy baja en ambientes donde se ha practicado un vacío bajo.

En algunos procesos industriales se trabaja para incrementar la conducción de calor, bien utilizando materiales de alta conductividad o configuraciones con un elevado área de contacto. En otros, el efecto buscado es justo el contrario, y se desea minimizar el efecto de la conducción, para lo que se emplean materiales de baja conductividad térmica, vacíos intermedios (ver termo), y se disponen en configuraciones con poca área de contacto..

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a substancias con las que está en contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m). También se lo expresa en J/(s·°C·m)

EQUIPO

MATERIAL

• Matraz bola• Matraz Elermeyer 300ml• Vaso de ppt 500ml• Plancha• Tubo para destilación• Conectores• Probeta 50 ml• Tenazas• Pinzas• Nuez para pinzas• Soporte universal• Tubo de bronce aislado• Pistola Termómetro Laser

Raytek

SUSTANCIAS

• Acetona 20 ml• Agua destilada

MARCO TEORICO

L

TK

A

q ∆−=

• Despejando A

L

TKAq

∆−=

• Tomando en cuenta que q es igual a Q/t•

L

TKA

t

Q ∆−=

• Relacion q y Q/t:

mLvt

Q

mLvq

=

=

• Sustituyendo mLv en Q/t:

mLvL

TKA =∆−

• Dspejando K (conductividad termica) obtenemos:

)(

)(

12

12

TTA

mLvLK

mLvL

TTKA

−=

=−−

K: conductividad térmica [=]W/moK

m:masa de destilado[=]Kg

Lv:calor latente de vaporización[=]J/Kg

L:longitud del tubo[=]m

A:area de tubo[=]m2

T2-T1:diferencia de temperaturas[=]oK

PROCEDIMIENTO

1. Se comienza aislar el tubo de bronce con un material aislante (foam) para disminuir las perdidas de calor.

2. se llena de agua el vaso de ppt de 500ml y adentro se coloca el matraz Elermeyer con agua destilada, todo esto esta en una plancha para calentar el agua.

3. en la boca del matraz Elermeyer se coloca el tubo con el aislante de forma vertical, este es suspendido en el aire con unas pinzas (tenazas) las cuales se encuentran colocadas en dos soportes universales para mantenerlo suspendido y que no se mueva.

4. una vez bien suspendido el tubo aislado sobre la boca del matraz Elermeyer se coloca en el matraz bola con 20 ml de acetona, se coloca un conector que va directamente con el tubo de destilación, este esta suspendido en el aire de manera similar con una pinza.

5. Se coloca el conector para destilación y debajo de el se coloca la probeta para recoger la acetona destilada.

6. Una vez instalado el equipo se porcede a prende la plancha y calentar el matra Elermeyer a baño maria.

7. Se empieza a tomar los tiempos .

8. Con una pistala termómetro laser se van tomando las temperaturas sugun transcurra el tiempo.

9. Se espera hasta que caiga la primera gota en la probeta y se detiene el tiempo, se espera hasta obtener una cantidad considerable de la acetona destilada.

DATOS Y CALCULOS

LíquidoDensidad ρ (kg/m3)

Calor latente Lv

(J/kg)

Temperatura inicial To (ºC)

Temperatura final Tf (ºC)

Acetona 791 524x103 94.6 77.6

MetalConductividad

térmica K (W/m·K)Teórica

Conductividad térmica K

(W/m·K)Experimental

Longitud (cm)

Diámetro (cm)

Área (cm2)

Bronce 116-186 118.2728 10 2.4 4.524

)(

)(

12

12

TTA

mLvLK

mLvL

TTKA

mLvL

TKA

mLvt

Q

mLvqL

TKA

t

QL

TKAq

L

TK

A

q

−=

=−−

=∆−

=

=

∆−=

∆−=

∆−=

CONVERSIONES

LíquidoDensidad ρ (kg/m3)

Calor latente Lv

(J/kg)

Temperatura inicial To (ºK)

Temperatura final Tf (ºK)

Masa (Kg)

Acetona 791 524x103 367.75 350.75 0.0071172

MetalConductividad

térmica K (W/m·K)Teorica

Conductividad térmica K

(W/m·K)Experimental

Longuitud (m)

Diametro (m)

Area (cm2)

Bronce 116-186 118.2328 0.1 0.024 0.0004524

Ws

J11 =

Km

W

Ksm

J

Ksm

mKgJxKgK

ooo273.118273.118

)75.35075.367)(410)(0004524.0(

)1.0)(/10524)(0071172.0(2

3

==−

=

ml destilados

Acetona

Tubo de bronce aislado

Matraz con agua destilada[Escriba una cita del documento o del resumen de un punto interesante. Puede situar el cuadro de texto en cualquier lugar del documento. Utilice la ficha Herramientas de cuadro de texto para cambiar el formato del cuadro de texto de la cita.]

CONCLUSIONES

La practica salió muy bien ya que los valores de K estuvieron en los rangos correctos, se realizaron las conversiones indicadas para que se establecieran como se tenían teóricamente, experimentalmente fueron correctas con un error de aprx. 5%