Laboratorio No. 2

TÍTULO DE LA EXPEREINCIA

“COMPORTAMIENTO PVT DE LAS SUSTANCIAS SIMPLES COMPRESIBLES”

ÁREA CURRICULAR: Energía

ASIGNATURA O CURSO: Termodinámica I

OBJETIVO GENERAL:

Representar Procesos Termodinámicos sobre el diagrama PVT de las sustancias simples

compresibles.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

1. Representar los procesos termodinámicos más comunes sobre un diagrama PVT de las

sustancias simples compresibles (Isométrico, isobárico, isotérmico, etc.);

2. Identificar con claridad las líneas de saturación y las zonas de sub-enfriado, de mezcla y

sobrecalentado para cualquier sustancia;

3. Consolidar el uso de las tablas termodinámicas con los diagramas termodinámicos de las

sustancias.

METAS:

Al finalizar esta experiencia el estudiante será capaz de:

1. Localizar estados termodinámicos sobre el diagrama PVT y representar los procesos que

resultan de la secuencia de esos estados termodinámicos

2. Diferencias los diferentes procesos termodinámicos más comunes (isométrico,

isobáricos, isotérmicos, etc.

3. Representar trayectorias sobre el diagrama PVT, según el comportamiento

característico de cada propiedad termodinámica.

4. Manejar las Tablas Termodinámicas para identificar estados y zonas termodinámicas,

dado dos propiedades Termodinámicas independientes.

5. Apreciar la utilidad de los diagramas y las Tablas termodinámicas para la solución de

situaciones termodinámicas diversas.

CONTENIDO PRINCIPAL:

- Procesos Termodinámicos más comunes;

- Diagrama PVT de las sustancias simples compresibles;

- Definición de estados, procesos y fases termodinámicas.

METODOLOGÍA y PROCEDIMIENTO

Metodología Sugerida:

- Discusión grupal de los resultados y la experiencia;

- Análisis cuantitativo de los resultados (generación de gráficos, tablas, etc);

- Análisis cualitativo de los resultados ;

- Investigación complementaria.

Procedimiento sugerido:

- Cada estudiante individualmente dibuja a mano alzada la curva de saturación del H2O,

diferenciando las zona de sub-enfriado y comprimido, la zona de saturación y la zona de

sobrecalentado. Identifique el punto crítico sobre la curva;

- Con ayuda de las tablas termodinámicas del H2O, localice cada estado termodinámico

sobre la curva; identifique la forma de la curva y dibuje la trayectoria sobre el diagrama.

Las trayectorias son las siguientes:

1) Proceso isométrico a partir del punto crítico, hasta una presión de 200 psia;

represente sobre el diagrama el proceso y coloque el valor numérico de la T y v final

del proceso. Apóyese con la Tabla termodinámica en este punto.

2) Proceso isotérmico a partir de 200F y entalpía de 100 Btu/lbm hasta una entalpía de

1300 Btu/lbm; represente sobre el diagrama el proceso y coloque el valor numérico

de la presión y el volumen específico del estado final; Apóyese con la tabla

termodinámica otra vez en este punto;

3) Proceso isobárico desde 250 psia y 600 F hasta una Temperatura de 300 F.

Represente el proceso sobre el diagrama y coloque el valor del volumen específico

final del proceso.

- Forme grupos de trabajo para discutir y comparar resultados.

- Prepare un reporte utilizando las nuevas trayectorias siguientes:

4) Proceso isométrico desde 300 psia y calidad de 80% hasta una Temperatura de 600

F. Localice el proceso sobre el diagrama y coloque los valores de P, v, T del estado

inicial y final del proceso; ¿Cuál será la temperatura del agua cuando alcance una

calidad de 100% para esta trayectoria?

5) Proceso isobárico desde 100 psia y calidad de 70% hasta una Temperatura de 500F.

Trace la trayectoria y coloque el valor de los volúmenes específicos al inicio y al final

de la trayectoria. ¿ Cuál será el volumen específico del agua cuando el agua alcanza

una Temperatura de 400F en esta trayectoria?

EVALUACIÓN SUGERIDA:

- Asistencia;

- Participación y aporte individual y de grupo en el desarrollo del laboratorio;

- Entrega de Reporte según indicaciones.

RECURSOS:

- Hojas cuadriculadas y las tablas termodinámicas del H2O;

- Espacio físico;

- Equipo audiovisual;

- Biblioteca e información en línea.

BIBLIOGRAFÍA

YUNUS A. CENGEL, 2006, TERMODINÁMICA, McGRAW-HILL.