CALOR LATENTE DE %USIÓN - Manual Laboratorio de Termo

OBJETIVO

8eterminar el calor latente de fusi&n del Iielo mediante un balance de energía en un sistema termodinámico.

INTRODUCCIÓN

Al efectuar el análisis de alg)n sistema termodinámico, necesariamente pensamos en una propiedad intensiva del sistema, como lo es la temperatura, ya que tiene una relevancia primordial que nos sirve como Ierramienta en el conocimiento de nuestro sistema. Así, es la temperatura capaz de definirnos por si misma el estado final de un sistema y los cambios que en l se suceden en forma de calor. ;or e(emplo: dos cuerpos con diferente temperatura al ser unidos tenderán al equilibrio trmico por la transmisi&n de calor del cuerpo de mayor temperatura Iacia el cuerpo de menor temperatura.

Consideremos un s&lidos cristalino que recibe calor, esta energía que el s&lido recibe ocasiona un aumento en la agitaci&n de los átomos en la red cristalina, es decir, produce una elevaci&n en la temperatura del cuerpo. Cuando la temperatura alcanza un valor

determinado, la agitaci&n trmica alcanza un grado de intensidad suficiente para desIacer la red cristalina. Entonces, la organizaci&n interna desaparece, la fuerza entre los átomos o molculas se vuelve menor, y por consiguiente, dicIas partículas tendrán una mayor libertad de movimiento. En otras palabras, al llegar a esta temperatura el cuerpo pasa al estado líquidoY es decir, se produce la ?3si4n del s&lido.

#i un cuerpo se encuentra a su temperatura de fusi&n es necesario proporcionarle calor para que se produzca su cambio de estado. *a cantidad de calor que debe suministrársele por unidad de masa, se denomina calor latente de fusión, el cual es característico de

cada sustancia. *os calores latentes tambin pueden medirse calorimtricamente. Existen valores experimentales para mucIas sustancias a diferentes temperaturas.

En general, cuando se transfiere energía calorífica a una sustancia, su temperatura se incrementa. o obstante, cuando el calor agregado "o el eliminado% ocasiona s&lo un cambio de fase, la temperatura de la sustancia no cambia. ;or e(emplo, si se agrega calor a una cantidad de Iielo a =

°

C ba(o cero, la temperatura del Iielo aumenta Iasta que llega a su punto de fusi&n de =

°

C. En este punto la adici&n de más calor no incrementa la

temperatura, sino que causa la fusi&n del Iielo, o sea el cambio de fase. !na vez que el Iielo est fundido, la adici&n de más calor causará que la temperatura del agua se eleve. !na situaci&n similar ocurre durante el cambio de fase de líquido a gas en el punto de ebullici&n. Agregar más calor al agua Iirviente s&lo causa más vaporizaci&n, no un

incremento de la temperatura. El calor latente para un cambio de fase de líquido a gas se denomina calor latente de vapori@aci4n.

#i Iacemos las mediciones correspondientes de temperatura durante cada uno de los pasos en un proceso donde se pretende efectuar un cambio de estado, el conocimiento de las mismas Iará posible que mediante un balance de calor podamos determinar el calor latente seg)n el cambio físico de que se trate, considerando tambin los posibles cambios de calor de nuestro sistema.

MATERIAL

•

Calorímetro "vaso 8e-ar%

•

4ecipiente para ba'o maría

•

>ripie

•

>ela de asbesto

•

9ecIero

•

>erm&metro

•

@asos de precipitados de 2<= ml

•

alanza granataria

•

CIispa

•

Jielo

•

uante de asbesto PROCEDIMIENTO

. Colocar en el calorímetro cierta cantidad de agua caliente, midiendo su masa previamente "9%. Además mida la temperatura, esperando a que se alcance el equilibrio trmico ">i%.

2. Agregar Iielo y determinar su masa "m%. #e recomienda que la masa de Iielo sea cercana a 15 de la masa de agua en el calorímetro.

5. >apar el calorímetro y agitar suavemente.

7. Pbservar el descenso de temperatura Iasta que sta permanezca constanteY la cual será la temperatura de equilibrio ">e%.

<. 4ealizar el balance de calor y determinar el calor latente de fusi&n del Iielo. B. 4epetir el procedimiento con cantidades diferentes de agua caliente y de

Iielo, tambin conocidas, y determinar el calor latente de fusi&n del Iielo. 6. Comparar los resultados con el valor de tabla

BALANCE DE CALOR a3I T m3c 3 I3a 3 Jf / =

Jf / a3I T m3c 3 I3a

donde

λ

/ a3I T m3c 3 I3a

m 8A>P#:

>i/ >emperatura inicial del agua,

°

C >I/ >emperatura inicial del Iielo,

°

C 9/ 9asa del agua, gr

m/ 9asa del Iielo, gr

mc/ 9asa del calorímetro, gr >e/ >emperatura de equilibrio,

°

C Cp calorímetro/ =.22 cal 1gr

°

a3I/ Calor cedido del agua al Iielo / 9Cp J2P">i3>e%

m3c/ Calor cedido de la mezcla al calorímetro / mCp calorímetro">i3>e%

I3a/ Calor absorbido por el Iielo / mCp Iielo">I3>e%

Jf / Calor absorbido por el Iielo para cambiar de estado /

λ •

TABLA DE RESULTADOS

Calor latente de fusi&n

Corrida  Corrida 2 O0"!'1*i(n!" < C(n*/u"i-n: [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[ [[[[[[[[[[[[[[[[[[ BIBLIOGRA%&A

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PRÁCTICA N( =

CARACTER&STICAS Y OPERACIÓN DE LAS BOMBAS CENTR&%UGAS OBJETIVO

$dentificar los elementos que componen un equipo de bombeo y obtener la potencia máxima desarrollada por la bomba del laboratorio.

INTRODUCCIÓN

!na bomba centrífuga que se opera a velocidad constante puede suministrar cualquier capacidad de cero a un máximo, dependiendo de la columna, dise'o y succi&n. *as curvas características muestran una relaci&n existente entre la columna de bomba, capacidad, potencia y eficiencia para un diámetro de impulsor específico y para un tama'o determinado de carcaza. *a curva de capacidad de columna, conocida como J, muestra la relaci&n entre la capacidad de columna total.

Cuando una bomba se opera a varias velocidades, puede dibu(arse una gráfica que muestre el comportamiento completo para una elevaci&n de succi&n dada. ;ara formar este tipo de gráficas, las curvas J se trazan para las diferentes velocidades que se consideran. *uego se sobreponen las curvas que tienen la misma eficiencia. Estas curvas de eficiencia constante, llamadas tambin curvas de isoeficiencia, permiten encontrar la velocidad requerida y la eficiencia para cualesquiera de las condiciones de columna capacidad dentro de los límites de la gráfica.

MATERIALES Y EQUIPO

•

Cinta mtrica

•

>erm&metro de == ?C

Figura 1.- Red de flujo del LV-900

PROCEDIMIENTO

#e integrarán dos equipos de traba(o los cuales realizarán cada uno de los siguientes puntos:

. Colocar el arreglo de las válvulas como se muestra en la figura .

2. >omar el nivel de agua en el tanque, considerando desde la tubería de succi&n Iacia arriba. Con este valor calcular la presi&n de la columna de agua, que será la presi&n de succi&n de la bomba%.

5. Encender la bomba y registrar lectura de man&metro ubicado en la descarga y la lectura del rotámetro.

1biert )ótametro 2al. # 1biert 1bierta !omba isterna

7. Abrir válvula 2 Iasta que la presi&n en el man&metro de descarga ba(e entre < y = ] y volver a tomar las lecturas.

<. 4epetir la misma operaci&n Iasta que llegue a tener la válvula totalmente abierta. B. 4egistrar informaci&n en la tabla 

TABLA 7# RESULTADOS ;4!E A o. ; 1m2 _1m;2 2 _m5_1I ₉J ;otencia_+K ;otencia_Ip  2 5 7 < B REPORTAR:

. @erifique las unidades de las siguientes expresiones. J ^/_ ";2 3 ;%1

ρ

;otencia ^/_

ρ

UJU

2. Completar la tabla o. Y para ello:

a% Calcule la carga manomtrica. J / ";2 3 ;%1

ρ

donde:

;2:/ ;resi&n de salida

;:/ ;resi&n de entrada

ρ

:/ 8ensidad del agua g / ravedad / N.Rm1s2

b% Calcule la potencia ;otencia /

ρ

UJU1 5.B6= x=<_"+K%

donde:

J:/ Carga dinámica total "m% :/ Caudal "m5_1Ir%

5. raficar ;otencia vs Caudal.

7. 9encione que factores contribuyen a restarle potencia a una bomba centrífuga. BIBLIOGRA%&A

9cCabe K., #mitI M., Jarriot ;. 2==2. O,!'*i(n!" uni#'i" !n In4!ni!'+ Qu+$i*. Editorial 9c ra- Jill. #exta Edici&n. 9xico.

PRÁCTICA >

In document Manual Laboratorio de Termo (página 33-40)