UNIVERSIDAD NACIONAL AUTNOMA DE MXICOFACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLN

INGENIERA MECNICA ELCTRICA

Alumno:Efran Gonzlez Jimnez

LABORATORIO DE TERMODINMICA

Practica No 4(Propiedades)

Profesor:Charli Garca Torres

Grupo: 2202-E

Horario: Viernes De 1:00 a 3:00 pm

Fecha de Realizacin: 26 de marzo del 2015Fecha de Entrega: 27 de marzo del 2015OBJETIVOS Determinar algunas propiedades termodinmicas (, ) estudiar o revisar algunas formas de determinarlas Clasificar cuales son las variables intensivas y cules son las variables extensivas

INTRODUCCINDensidad

La densidad es una propiedad fsica de las sustancias de gran importancia en el anlisis de situaciones de esttica y dinmica de fluidos. De all la importancia de contar con mtodos y equipos o instrumentos que permitan determinar de forma rpida y precisa la densidad de un fluido.

La densidad es una propiedad intensiva de la materia, es decir, no depende de la cantidad de sustancia; no obstante, s depende de la temperatura. La densidad de una sustancia se define como el cociente de su masa por cada unidad de volumen; por lo tanto, si conocemos la masa y el volumen de una sustancia (Slida, lquida o gaseosa), se puede determinar su densidad a travs de la expresin:

Dnde:

= Densidadm= Masa V= Volumen de la sustancia considerada.

La densidad relativa (DR) de una sustancia, tambin llamada gravedad especfica (S), es la relacin entre su densidad y la densidad del agua a una determinada temperatura, por lo general, 4C. Por lo tanto, puede escribirse:

Densidad de los slidos

Para conocer la densidad de los slidos, inicialmente se determina la masa de una muestra; posteriormente, a esa misma muestra, se le determina su volumen. Si se trata de un slido regular, como una esfera, un cubo, etc., el volumen se determina midiendo su radio, sus aristas o sus ngulos, y empleando posteriormente las frmulas de geometra de cuerpos slido.

Sin embargo, si se trata de un slido irregular, ste se sumerge generalmente en un lquido para determinar el volumen de agua desplazado.

Densidad de los gases

Para conocer la densidad de los gases, es necesario determinar la presin y la temperatura a la cual se encuentra el gas; adems, es necesario conocer de qu gas se trata para saber cul es su masa molecular (MM); teniendo estos datos, se puede aplicar la frmula siguiente:

Dnde:

=DensidadP= Presin a la que se encuentra el gasMM= Masa molecular del gasR= Constante de los gases idealesT= Temperatura a la que se encuentra el gas.

Densidad de los lquidos

Para conocer la densidad de lquidos, es necesario determinar el volumen que ocupan y su masa. El volumen se determina con el material adecuado (probeta, pipeta, etc.) y la masa se determina empleando una balanza adecuada.

El picnmetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar la densidad de lquidos con mayor precisin. Es importante mencionar que los picnmetros deben de estar calibrados. La mayora de ellos tienen un Termmetro para el registro de la temperatura.

Viscosidad

La viscosidad es la propiedad ms importante de los fluidos y esta se define como la resistencia que ejercen los fluidos al ser deformados cuando se les aplica una mnima cantidad de esfuerzo cortante. Esta propiedad depende de la presin y de la temperatura. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir y los de baja viscosidad fluyen con facilidad.

Viscosidad Dinmica o Absoluta (): Es la propiedad fsica que caracteriza la resistencia al flujo de los fluidos, se deriva como consecuencia del principio de Newton. En general la viscosidad de los fluidos incompresibles disminuye al aumentar la temperatura, mientras que en los gases sucede lo contrario. Las unidades utilizadas para medirlas dependen del sistema que se utilice.

Tabla 1. Unidades de la viscosidad dinmica.

Sistema Internacional (SI)sistema CGSsistema ingles

Viscosidad Cinemtica (: Se define como la relacin entre viscosidad dinmica y la densidad de la masa. Sus unidades tambin dependen del sistema que se utilice.

Dnde: = viscosidad cinemtica.= viscosidad.= densidad.

Tabla 2. Unidades de la viscosidad cinemtica.

Sistema Internacional (SI)sistema CGSsistema ingles

Conversiones

Influencia de la temperaturaGases

Los gases a diferencia de los lquidos aumentan su viscosidad con la temperatura. Esto se debe principalmente a que se aumenta la agitacin o movimiento de las molculas y adems los toques o roces con actividad y fuerza a las dems molculas contenidas en dicho gas. Por lo tanto es mayor la unidad de contactos en una unidad de tiempo determinado.Lquidos

La viscosidad en los lquidos disminuye con el aumento de su temperatura ya que tendrn mayor tendencia al flujo y, en consecuencia, tienen ndices o coeficientes de viscosidad bajos o que tienden a disminuir. Adems de que tambin disminuye su densidad. Por lo tanto el movimiento de sus molculas tiende a ir al centro donde hay un mayor movimiento de molculas en una misma direccin (como se dijo, a fluir mayormente).

Influencia de la presinGasesEl aumento de presin hace que tambin aumente la viscosidad, ya que reduce el espacio entre las molculas.

LquidosEl aumento de presin (sumamente elevadas) hace que aumente la viscosidad.

DESARROLLOPara determinar la densidad de los lquidos con el picnmetro se determinan 3 condiciones. En la primera pesada se determina la masa del picnmetro vaco perfectamente seco y se determina su masa a esta le llamaremos M1 En la segunda pesada se llena el picnmetro con agua, se seca por su parte exterior y se determina su masa a esta le llamaremos M2. En la tercera pesada, el picnmetro vaco y seco se llena con un lquido en estudio, se seca el exterior y se determina su masa. a ese le llamaremos M3.

Todas las pesadas a la temperatura ambiente constante que se determina con el termmetro de mercurio.M3 M1= masa del lquido en estudio M2 M1= masa del agua Sustituyendo los valores de M1, M2 , M3 y en la ecuacin siguiente obtenemos:

= 0.9019 gr/cm3

Para determinar la viscosidad de los fluidos con el viscosmetro se deben realizar los siguientes pasos:

1. Armar el viscosmetro Brookfield como se muestra en la siguiente figura y calibrarlo

2. Girar la perilla de velocidades y colocarla en 60 RPM

3. Colocar la probeta en el viscosmetro as mismo el fluido de estudio (ctsup)

4. Encender el viscosmetro y apagarlo despus procurando que la aguja no se salga de la escala. Si esto sucede volver a encender y realizar lo anterior.5. Revisar el valor medido y checar en la tabla que aparece en el viscosmetro el factor por el cual se debe de multiplicar.

Para saber con qu factor vamos a multiplicar el valor medido hay que saber el nmero de la probeta as mismo el nmero de RPM y checarlo en la tabla que aparece en la figura anterior

Viscosidad calculada ()

= Valor Medido X Factor = Centipoise

Ctsup 3 X 100 = 300 Centipoise Utilizando la probeta 64 Ctsup 15 X 20 = 300 Centipoise Utilizando la probeta 63CUESTIONARIO1. Qu es una variable intensiva y que es una variable extensiva?R= una variable extensiva es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamao del sistema que describe. Esta magnitud puede ser expresada como suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original. Una variable intensiva es aquella cuyo valor no depende del tamao ni la cantidad de materia del sistema. Es decir, tiene el mismo valor para un sistema que para cada una de sus partes consideradas como subsistemas del mismo.2. Qu mtodo usara para medir la densidad de un slido irregular, pequeo como una piedra?R= si se trata de un slido irregular, ste se sumerge generalmente en un lquido para determinar el volumen de agua desplazada.3. Qu relaciones existen entre las viscosidades absoluta y relativa y cules son las unidades en el sistema mtrico en que se reporta cada una de ellas?R=la relacin que presenta la viscosidad absoluta y relativa es que para sacar esta viscosidad es necesario obtener su viscosidad absoluta y dividirlo entre la densidad de su masa y la unidad de la densidad absoluta en el sistema mtrico es el poise y para la viscosidad relativa su unidad de medida en el sistema mtrico es stoke 4. Qu son los grados API y baume y para que sustancias se usan principalmente?R= La escala API es una escala que toma como medida la densidad relativa del petrleo lquido y la densidad del agua, y se utiliza para comparar las densidades relativas de petrleo lquidosLa escala baume es una escala que sirve para medir la gravedad especfica de los lquidos menos denso que el agua. Y se utiliza para medir la densidad de cualquier lquido, habitualmente se utiliza para medir la azucaridad o salinidad o grados de alcohol de una sustancia5. Defina los conceptos de peso especfico, gravedad especfica y densidadR= El peso especfico () es el peso sobre una unidad de volumen de sustancia y se expresa en N/m3 (SI) y lb/ft3 La densidad () es la masa sobre una unidad de volumen de sustancia y puede medirse en kg/m3 (SI) y en lb/ft3 (sistema ingls).La gravedad especfica, indica la densidad del lquido comparada con la densidad de un volumen igual de agua a una temperatura de referencia de 60F (15C).

6. Qu tipos de viscosmetro empleo para determinar las viscosidades de los fluidos en este experimento?R= solamente utilizamos el viscosmetro Brookfield7. Clasifique las variables que midi indicando cuales son intensivas y cuales son extensivasR=masa y el volumen son extensivas, La temperatura y la presin son intensivas.8. Cmo varia la densidad y viscosidad con respecto a la variacin de temperaturaR= cuando varia la temperatura la viscosidad en los gases aumenta y en los lquidos disminuye as mismo la densidad es igual como en el caso de la viscosidad9. Cmo varia la viscosidad de un gas con respecto a la temperatura?R=en un gas aumenta la viscosidad CONCLUSIONESEn esta prctica aprendimos la diferencia entre la densidad y la viscosidad y como medir estas variables. Aplicando instrumentos de medicin como pueden ser viscosmetros y picnmetros. En la prctica de densidad no fue tan difcil obtener este dato ya que al utilizar una balanza digital el resultado es ms exacto sin en cambio si hubiramos pesado el picnmetro en una balanza granatara podramos tener errores ya que no sabramos si est bien calibrada y el operador un pudo ver bien el resultadoEn la prctica de viscosidad la prueba fue muy rpida ya que el resultado te lo daba ms rpido solamente tenamos que checar el valor obtenido en el viscosmetro y checar en una tabla la probeta usada y los RPM utilizados en la prctica. Algunos factores que pudieran alterar el resultado serian que la probeta estuviera chueca, que no estuviera bien calibrado, que el operador no observara bien el valor obtenido, o que el fluido en estudio no llegara a tapar la probeta.Por lo que concluyo que al realizar estas mediciones debemos tener ciertas precauciones como calibrar bien los instrumentos, utilizar equipo en buen estado, as mismo verificar bien los datos medidos y saber qu factores hacen que un fluido ag que su densidad o viscosidad aumente o disminuya.