LABORATORIO DE TERMODINÁMICA

Práctica “Ley de Charles”

Cuestionario #8

García Hernández Francisco Moisés

Grupo: 02

Fecha: 30/09/2013

1. ¿Qué es un proceso termodinámico casi-estático: isotérmico, isobárico, isométrico?Un proceso casi-estático es aquel que permanece con una variación infinitesimal en sus propiedades, lo que hace que se supongan constantes (sin cambio alguno). Los tres tipos son:

a) Isotérmico. Proceso casi-estático en el cual se hace la suposición de que la temperatura permanece constante.

b) Isobárico. Proceso casi-estático en el que se hace la suposición de que la presión permanece constante.

c) Isométrico. Proceso casi-estático en el cual se hace la suposición de que el volumen permanece constante.

2. Se miden experimentalmente los valores de las variables r y s. Se cree que entre ellas existe una relación lineal. Establezca los mejores valores de la pendiente y de la ordenada al origen. ¿Cuánto vale el coeficiente de correlación?

r 4,8 9,6 14,4 19,2 24,0 28,8 33,6s 15,43 19,35 23,23 27,15 31,03 34,95 38,83

ri si risi ri2 si

2

4,8 15,43 74,064 23,04 238,084 99,6 19,35 185,76 92,16 374,422 5

14,4 23,23 334,512 207,36 539,632 919,2 27,15 521,28 368,64 737,122 524,0 31,03 744,72 576 962,860 928,8 34,95 1 006,56 829,44 1 221,502 533,6 38,83 1 304,688 1 128,96 1 507,768 9

Σ 134,4 189,97 4 171,584 3 225,6 5 581.395 1

Promedios r=19,2, s=27,14

Covarianza σ rs=( ri sin )−(r s)=74,85

Desviaciones típicas σ r=√ ri2n −r2=1219.01 , σ s=√ si2n −s2=2109,39

Coeficiente de correlación cr=σrsσrσ s

=2,91 (10−5 )

Pendiente = 0,8125 Ordenada al origen = 11,539

3. Enuncie la Ley de Charles.A una presión constante, el volumen de un gas es proporcional a su temperatura.

4. Enuncie tres aplicaciones de la Ley de Charles.1) Motor de vapor (émbolos que tienen como sustancia de trabajo vapor de agua).

2) Motor Stirling (mediante el calentamiento y enfriamiento de un gas que circula entre dos émbolos -helio, aire o hidrógeno- a una altísima presión –el que yo conozco funciona a 10[bar]-)3) Para conocer el posible incremento de temperatura en el aire del neumático de un automóvil al desplazarse en una carretera, y con esto el aumento de su volumen, con el fin de evitar accidentes causados por la explosión del mismo.

5. ¿Es lo mismo proceso que trayectoria? Justifique.Analíticamente sí, ya que al graficar presión contra volumen, o presión contra temperatura, o temperatura contra volumen, se grafica una sucesión de puntos (estados) que nos dan una trayectoria (el proceso) definida por una ecuación de estado.

6. ¿Por qué es necesario el uso de la presión absoluta en los análisis termodinámicos?Para evitar confusiones con respecto a las variaciones de presión manométricas y vacuométricas, además de que al graficar, cuando se grafica en función de una presión, la trayectoria debe iniciar en el P=0.

7. ¿Cuándo un gas real tiende a comportarse como un gas ideal?Cuando tiene una baja densidad (al estar sometido a una presión baja y expresa una alta temperatura).

8. Mencione 10 gases a los que puede aplicarse la Ley de Charles.1) Aire2) Helio3) Argón4) Nitrógeno5) Vapor de agua (a menos de 10[kPa])6) Metano7) Etileno8) Etano9) Propano10) Dióxido de Carbono

9. ¿Cómo se obtiene el Gas Licuado?Se obtiene mediante procesos que incrementan la presión del gas a licuar, manteniendo una temperatura baja, o en algunos casos siendo suficiente solo el reducir su temperatura a una presión atmosférica, con el fin de tenerlo en un estado líquido, principalmente para almacenamientos.

10. Dibuje una isoterma para un gas en un diagrama (v-P).