TERMODINÁMICA PROCESOS CON GAS IDEAL EN SISTEMAS CERRADOS

UNIVERSIDAD ECCI

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA AMBIENTAL

TERMODINÁMICA

PROCESOS CON GAS IDEAL EN SISTEMAS CERRADOS

C. Olarte Benavides, S. Garzón Burgos, J. Gómez Mesa, S. Cárdenas Flechas, F. Chacón Vargas

ABSTRAC

A gas is the state of aggregation of matter that has no shape or volume of its own. Its main composition is made up of unbound molecules, expanded and with little force of attraction, which causes it to have no defined volume and shape, causing it to expand to occupy the entire volume of the container that contains it (Carrasco. J., 2020). The purpose of this practical is to identify the behavior of a gas under controlled conditions of pressure (isobaric process) and temperature (isothermal process).

KEYWORDS

Isothermal, Isobaric, Gas, Pressure, Temperature, Pressure, Temperature

1. ANTECEDENTES

Proceso isobárico: Se entiende por proceso isobárico, a aquel donde la presión se mantiene constante. Suponiendo un gas ideal que absorbe calor y, como consecuencia, se expande desde un estado inicial A a uno final B, controlando la presión para esté en equilibrio con el exterior y permanezca constante. En este caso parte del calor absorbido se transforma en trabajo realizado por el gas y el resto se invierte en aumentar la energía interna del sistema (UPM, s.f).

Ramírez, M (2020) en su informe denominado “Practica 3: PROCESO CON GAS IDEAL EN SISTEMAS CERRADOS” refiere en sus resultados que en sistemas de presión constante el volumen y la temperatura son directamente proporcionales con un coeficiente de correlación (R2) igual a 0.99. Esto se puede entender con lo propuesto en la Ley de Charles, la cual plantea que, a presión constante el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura.

Figura 1

Ley de Charles

[pic 2]

Fuente: Mori – Escuela de Bélgica, s.f.

La ley de Charles esta dada por la función

Ecuación 1 Ecuación ley de Charles

Donde, Vi = Volumen inicial del gas; Ti = Temperatura inicial del sistema; Vf = Volumen final del gas y Tf = Temperatura final del sistema.

En la práctica ejecutada por Ramírez, señala que para el desarrollo de una expansión isobárica (presión constante) es necesario un calentamiento bajo y constante para que la temperatura incremente gradualmente. Así mismo concluye que los porcentajes de error en la practica se pueden vincular con un porcentaje de error (79.11%) a las fallas en las mediciones generadas por los procesos donde se añadía calor al experimento.

De otra parte, se analiza la practica realizada por García, A. (2012) donde se obtuvo un valor de pendiente m = 1.63, la recta generada evidencia que la temperatura es directamente proporcional al volumen (T∝V). El valor de pendiente obtenido denota que el volumen incrementa ± el doble de la temperatura.

COEFICIENTE DE DILATACIÓN VOLUMÉTRICA

Para hallarlo usamos la siguiente fórmula:

Ecuación 2 Determinación del coeficiente de dilatación volumétrica

1. MATERIALES Y MÉTODOS

Tabla 1

Materiales, reactivos y equipos

Fuente: Elaboración propia

Figura 2

Montaje de vasos comunicantes para practica de expansión isobárica

[pic 6]

Fuente: Autores

Figura 4

Práctica 2. Expansión Isobárica.

[pic 7]

Fuente: Autores

1. RESULTADOS

Durante la práctica de laboratorio únicamente se ejecuto el ensayo de expansión isobárica, en la Tabla 2 se presentan los datos obtenidos durante el ensayo de laboratorio ejecutado.

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