fisicoquimica i determinacion de coeficiente adiabatico

8/17/2019 Fisicoquimica i Determinacion de Coeficiente Adiabatico

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CURSO:

FISICOQUIMICA I

PROFESOR:

Ing. Cesar Gutiérrez Cub

INTEGRANTES:

Ivette Pebes Cabrera i!iana Gutierrez "as#ue Ni$%e!! &i'enez (ua'an

An)ers%n Murgueiti%Estebes

*+,-A

/ETERMINACION /ECOEFICIENTE

A/IA0ATICO /E AIREEMPEAN/O E

OSCIA/OR /EFAMMERSFE/


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FISICOQUIMICA I

IN/ICE


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FISICOQUIMICA I

INTRO/UCCION

En este informe nos encargaremos de la determinación del coeciente

adiabático del aire a partir del periodo de oscilación de un cilindro osciladorde Flammersfeld! en el aire dentro de un tubo de "idrio de precisión#

Una masa oscila sobre un "olumen de gas en un tubo de "idrio de precisión#

$a oscilación se mantiene por%ue parte del gas escapa por una ranura & la

masa ba'a( pero "uel"e a ser empu'ada )acia arriba al "ol"er a ganar presión

el gas( %ue fue proporcionado por la bomba# Se puede determinar el

coeciente adiabático de diferentes gases midiendo la oscilación periódica#

Un gran n*mero de oscilaciones me'ora la precisión del resultado#

O0&ETI"OS


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FISICOQUIMICA I

• Determinar el coeficiente adiabático del aire usando el oscilador de gas tipo

Flammersfeld.

MARCO TEORICO


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FISICOQUIMICA I

Un proceso adiabático es a%uel en %ue el sistema no pierde ni gana calor# $aprimera le& de +ermodinámica con Q,- muestra %ue todos los cambios en laenerg.a interna están en forma de traba'o reali/ado# Esto pone una limitaciónal proceso del motor t0rmico %ue le lle"a a la condición adiabática mostradaaba'o# Esta condición se puede usar para deri"ar e1presiones del traba'o

reali/ado durante un proceso adiabático#

$a relación entre los calores espec.cos 2 , cp3c"( es un factor en ladeterminación de la "elocidad del sonido en un gas & otros procesosadiabáticos( as. como esta aplicación a los motores t0rmicos# Esta proporción2 , 4(55 para un gas monoatómico ideal & 2 , 4(6 para el aire( el cual espredominantemente un gas diatómico#

COEFICIENTE A/IA0ATICO /E AIRE:


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FISICOQUIMICA I

El coeciente de dilatación adiabática es la ra/ón entre la capacidad

calor.ca a presión constante ! & la capacidad calor.ca a "olumen

constante !# A "eces es tambi0n conocida como factor de e1pansión

isentrópica & ra/ón de calor espec.co( & se denota con la e1presión

gamma! o incluso 7appa!# El s.mbolo empleado como 7appa es el %ueaparece más frecuentemente en los libros de ingenier.a %u.mica antiguos &

es por esta ra/ón por la %ue se deduce %ue originariamente se empleaba

este#

8onde el "alor de es el capacidad calor.ca o capacidad calor.caespec.ca de un gas( los su'os & se reeren a las condiciones de

presión constante & de "olumen constante respecti"amente#

9ara comprender esta relación entre las $a1a$i)a)es $a!%r23$as a1resi4n 5 v%!u'en $%nstante se considera el siguiente e1perimento:

Un oscilador de masa ;m< oscila sobre un "olumen ;=< de gas en un tubo

de "idrio de precisión# El coeciente adiabático es determinado desde el

tiempo periódico de oscilación#

P= P L+mg

π r2

9 : 9resión interna del gas

P L : 9resión atmosf0rica

m: Masa del oscilador

r : >adio del oscilador

PV γ =Cte

https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gammahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kappahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gammahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kappahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica


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FISICOQUIMICA I

∆ P= Pγ ∆ V

V

∆ V =π r2 X

Ecuación diferencial del mo"imiento:

d2 X

dT 2+W

2=d2 X

d T 2+γ π

2r4 PX

mV =0

W =π r2

√ γP

mV =frecuenciaangular delmovimiento oscilatorio

T =2 π

W

8espe'amos γ <

γ =4mV

T 2 P r

4

TA0A /E COEFICIENTES A/IA06TICOS CON RESPECTO A ATEMPERATURA:

C%e3$iente )e )i!ata$i4n a)iab7ti$a 1ara )i8erentes gases4 ?

+emp# @as γ +emp# @as γ +emp# @as γ

4B4 C D? 4(G ?-- C Aire 4(HB ?- C O 4(6-

https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-2https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-2


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FISICOQUIMICA I

seco

G5 C 4(6H 6-- C 4(HH ?- C ?O 4(H4

?- C 4(64 4--- C 4(H5 4B4 C?

4(6G

4-- C 4(6-6 ?--- C 4(-BB 4 C 4(6-

6-- C 4(HBG - C

CO?

4(H4- ?- C Cl? 4(H6

4--- C 4(HB ?- C 4(H- 44 C

CD6

4(64

?--- C 4(H4B 4-- C 4(?B4 G6 C 4(H

?- C De 4(55 6-- C 4(?H ?- C 4(H?

?- C

D?O

4(HH 4--- C 4(4 4 C DH 4(H4

4-- C 4(H?6 ?- C CO 4(6- 4 C e 4(56

?-- C 4(H4- 4B4 C

O?

4(6 4 C Je 4(55

4B- CAr

4(G5 G5 C 4(64 4 C Kr 4(5B

?- C 4(5G ?- C 4(6- 4 C SO? 4(?

- C

Aireseco

4(6-H 4-- C 4(H H5- C Dg 4(5G

?- C 4(6- ?-- C 4(HG 4 C C?D5 4(??

4-- C 4(6-4 6-- C 4(H6 45 C CHDB 4(4H


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PARTE E9PERIMENTA

Pas% ,:

9rimero armamos el sistema re%uerido en el laboratorio para poderdeterminar el coeciente adiabático de nuestro gas en este caso será el aire#

Pas% *:9ara nuestro siguiente paso utili/aremos un contador de re"oluciones uoscilaciones#


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C6CUOS

Formula a utili/ar:

PV γ =cte

8onde: γ =cp2

3c"

=, es el "olumen del gas en mH , 4#46 14-LH

M,masa del aire en Kg , 6#514-LH

>, el radio del embolo m , 5 14- LH

9, la presión en 9ascal

γ ,coeciente adiabatico

(AAN/O E PERIO/OT;

9ara eso calcularemos el tiempo promedio & lo di"idiremos entre la cantidadde oscilaciones

Cantidad de Tiempo

γ = 4.m .V

T 2

.P . r4


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oscilaciones

1 350 119.35

2 350 119.44

3 350 119.55

Calculando el tiempo promedio:

t =119.35+119.44+119.55

3

t 119.44!

Calculando el periodo:

Ttiempo promedio

cantidad nde oscilaciones

T119.447

350

T0.341

Calculando el coeciente adiabático:

γ = 4 x 4.6 x10

−3 x1.14 x 10

−3

0.3412

x 101325 x (6 x 10−3)4

γ =1.3737


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CONCUSIONES

• Obtu"imos el coeciente adiabático del aire( con los resultados

obtenidos en el oscilador de Flammersfeld#

RECOMEN/ACIONES

• Dacer el uso correcto del oscilador de Flammersfeld para obtener

me'ores resultados#• Dacer la prueba más de ? "eces para ma&or e1actitud#

• Asegurarse de )acer bien las mediciones de radio( masa#

0I0IOGRAFIA

• Fisico"u#mica$%ra & 'e(ine (ol. 1) "uinta edici*n.


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• +ttp:,,+-perp+-sics.p+-$astr.gsu.edu,+basees,t+ermo,adiab.+tml

ANE9O

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