TERMODINÁMICA GENERAL

INFORME DE LABORATORIO N° 1

MÁQUINA TÉRMICA DE VAPOR

Presentado a:

Ricardo Quijano Hurtado

Profesor Titular

Departamento de Energía y Procesos

Presentado Por:

Brayhan Armando Quintero

Estudiante de Ingeniería Industrial

Fredy Rene Getial

Estudiante de Ingeniería Eléctrica

Yeirson Hair Narvaez

Estudiante de Ingeniería Eléctrica

Universidad Nacional de Colombia

Sede Medellín

1. ESQUEMA GRÁFICO:

Procedimiento:

A un mechero se le agrega 50 mL de etanol; encendemos el combustible y lo colocamos debajo del recipiente No 1 que contiene una pequeña cantidad de agua y un termómetro con una temperatura de 25°C; al aumentar la temperatura, el agua cambia del estado liquido a vapor, el termómetro marca una temperatura de 82°C.

Este vapor se transporta del recipiente 1 al recipiente 2 a través de un tubo que los comunica.

En el recipiente No. 2 se encuentran 50 mL de agua; la presión del vapor nos produce trabajo, el cual hace que el agua suba a una altura de 26,5 cm y transportando el agua hacia el recipiente N.3

Obteniendo un volumen final de 92 mL de agua.

Durante este proceso el etanol, redujo su volumen a 47mL.

TABLA DE VALORESCONDICIONES INICIALES CONDICIONES FINALESVOLUMEN ETANOL = 50 mL VOLUMEN ETANOL=47 mLVOLUMEN AGUA = 50 mL VOLUMEN AGUA= 92mLTEMPERATURA = 25°C TEMPERATURA= 82°C

2. Palabras Clave:

Eficiencia

Energía Química

Energía Térmica

Trabajo

Energía Potencial

3.MARCO CONCEPTUAL

FUNDAMENTO TEÓRICO:

Se denominan máquinas térmicas a aquellas que transforman la energía calorífica de los combustibles (Carbón, madera, gasolina entre otros ) en energía mecánica en movimiento, las máquinas térmicas, según la forma de realizar la combustión, pueden ser de dos tipos.

a) Combustión Externa: emplean combustibles Fósiles como el carbón, el ejemplo por excelencia es la máquina de vapor, en la que la combustión sucede fuera de la máquina para calentar un fluido.

b) Combustión Interna: Emplean combustibles fósiles como el petróleo que producen movimiento al arder en una cámara dentro del propio motor.

En nuestro laboratorio se utilizó una máquina externa donde el combustible utilizado fue el etanol.

Se absorbe calor de una fuente de alta temperatura.

La máquina realiza trabajo. Libera calor a una fuente de temperatura más baja.

Los conceptos básicos de una máquina térmica son: Calor, Energía, trabajo y eficiencia.

Calor: forma de energía que se transfiere entre dos cuerpos y/o sistema debido a una diferencia de temperatura.

Energía: Es una magnitud Física que se presenta bajo diversas formas, está involucrada en todos los procesos de cambio de estado físico, se transforma y se transmite.

Eficiencia: Es el coeficiente o la razón entre el trabajo neto realizado y el calor absorbido durante un ciclo.

Poder Calorífico: Es la cantidad de energía desprendida en la reacción de combustión, referida a la unidad de masa del combustible; es la cantidad de calor que entrega un kilogramo o un metro cúbico de combustible al oxidarse en forma completa.

4. Análisis de Resultados,

Cálculos:

a) EFICIENCIA GLOBAL DEL SISTEMA:

EficienciaG= E SaleEentra

∗100

La energía que se tiene inicialmente en el sistema esta representada en la energía química del combustible.

Energía Química = Energía que suministra el combustible

EQ=diferencial demasa∗poder calorífico

EQ=∆m∗P(c )

Sabemos que la masa del etanol = Densidad * Volumen y seguidamente obtenemos nuestro diferencial de masa.

mi=50 mL∗1x10−3m3

1000mL∗783 Kg

m3=0,03915Kg

mf=47mL∗1 x10−3m3

1000mL∗783 Kg

m3=0,03680Kg

∆ m=mi−mf=0,03915Kg−0,03680Kg=2,35∗10−3

El poder calorífico del etanol P(c) es 27430 KJ/Kg