Laboratorio Sistema Termodinámico y Alrededores

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁINICA

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y AMBIENTE GUÍA DE LABORATORIO

Curso: Termodinámica I

Estudiantes:

Cecyl Gómez 8-959-353

Elias Viruet 8-927-271

Julio Rodríguez 8-924-1422

Laboratorio

Sistema Termodinámico y Alrededores

Objetivo General: Adquirir destreza en el planteamiento preliminar a un análisis termodinámico

Objetivos Específicos

1. Identificar el sistema termodinámico, sus fronteras y su entorno
2. Determinar el tipo de modelado requerido en cada caso.

METAS:

El estudiante debe ser capaz de:

1. Identificar un sistema termodinámico, fronteras y entorno
2. Hacer un análisis termodinámico
3. Saber utilizar los conceptos de sistema cerrado, masa de control, sistema abierto y cerrado.

Contenidos Principales: Se revisarán los siguientes conceptos:

1. Sistema termodinámico, alrededores y fronteras
2. Sistema cerrado o masa de control y sistema abierto o volumen de control

Organización de los grupos de trabajo:

Los estudiantes trabajarán en subgrupos de 3 aproximadamente, y confeccionarán el borrador de la experiencia realizada. Los resultados de cada subgrupo se discuten al final con todos los grupos.

Metodología Y Procedimiento:

Metodología: Esta sesión de laboratorio consiste en una práctica en la cual se le plantearan al estudiante diferentes situaciones en la que se requiere hacer un análisis termodinámico. Los estudiantes analizaran y discutirán cada situación de acuerdo a los estudiado en clases y responderán según se describe en el procedimiento. El cuestionario deberá ser entregado al profesor una vez terminada la sesión.

INTRODUCCION

La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos (materiales, líquidos, un grupo de objetos, etc.) a nivel macro.

Y para la siguiente experiencia de laboratorio nos enfocaremos en los sistemas termodinámicos, sus fronteras y su entorno. El sistema termodinámico es una parte del espacio material, que está separado del resto del campo termodinámico (es decir, el entorno externo) por superficies (o bordes) de control reales o imaginarios rígidos o deformables. Por ejemplo, un sistema termodinámico puede ser un lugar de transformación interna o un intercambio entre la materia y / o la energía y el entorno externo (es decir, todo lo que está fuera del sistema con el que interactúa).

A continuación, veremos diferentes situaciones, casos o figuras donde se identificarán los sistemas termodinámicos y sus partes según lo aprendido previamente.

Procedimiento: Estudie detenidamente cada figura sugerida. Lea cuidadosamente la pregunta relacionada a cada caso. Seleccione de acuerdo a la pregunta el sistema termodinámico, los alrededores del sistema y sus fronteras e indique si el análisis se realiza bajo el supuesto de una masa de control o de un volumen de control. NO responda la pregunta.

Caso I.[pic 3]

¿Cuándo se enfría la comida?

Sistema Termodinámico Comida:

 Caliente   (cerrado)[pic 4]

Alrededores del sistema:

1.   Aire dentro de la nevera a  6° C        

2.  Aire afuera de la nevera a 30° C        

3. Repisa debajo de la olla        _ Fronteras:

1. Paredes de la olla_________________________________

2. Parte de debajo de la olla__________________________

3. Paredes de la nevera_____________________________

Modelo utilizado para el análisis: masa de control

1.2. ¿La temperatura de 6 ºC podría incrementarse hasta 10ºC?

Sistema Termodinámico Aire dentro de la nevera (abierto) 

 Alrededores del sistema:

1.  Aire a 30°C

2.  Olla con comida   

3. Aire a 5°C dentro de las gavetas de abajo 

 Fronteras:

1.   Paredes de la nevera        

2.   Repisa de la nevera (que la separa de las gavetas)        

3.   Olla con comida        

Modelo utilizado para el análisis: volumen de control (abierto)        

Caso 2.

1. ¿Se expandirá o contraerá el hierro al transferirse la energía?

Sistema Termodinámico:

        Hierro (cerrado)

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Alrededores del sistema:[pic 6]

1.   Agua a 30° C        

2.   Paredes que rodean el agua        

3. Aire afuera a 20° C         Fronteras:

1.   Contacto entre agua y hierro        

2.   Contacto entre hielo y la caja        

3. Paredes de la caja                 Modelo utilizado para el análisis: masa de control (cerrado)                

1. ¿En cuánto tiempo la temperatura de 30ºC se incrementa a 35ºC?

Sistema Termodinámico: Agua dentro de la caja (cerrado)         Alrededores del sistema:

1.   Hierro            

2.   Caja        

3. Aire fuera de la caja a 20° C         Fronteras:

1.   Contacto entre el agua y la caja        

2.  Contacto entre el agua y el hierro         

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