Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Ingeniería

Laboratorio de Termodinámica

Práctica 2 Temperatura

Nombres:

Brigada: 2

Grupo: 4

Fecha de realización: 22 de agosto de 2016

Objetivo

Comprender el fundamento termodinámico de la medición de la temperatura Construir la curva de calentamiento del agua

Obtener mediciones de temperatura con tres termómetros distintos y para cada uno determinar:

Rapidez de respuesta Facilidad de lectura

Introducción

Desarrollo Experimental

1. Ensamble el equipo tal como se muestra en la figura No. 1, cuidando que los termómetros estén lo más juntos posible sin tocarse entre sí, y sin tocar el recipiente. Nota: Que el termopar no toque nunca la parrilla y las paredes de vaso de precipitados. 2. Tomar las lecturas iníciales de temperatura en cada termómetro. 3. Prender la parrilla a su máximo nivel de calentamiento y agitación media. 4. Tomar cada medio minuto las lecturas de temperatura de cada termómetro, hasta que el agua esté en ebullición. 5. Una vez que el agua ha hervido apagar la parrilla y retirarla con cuidado.

Resultados y discusiónTabla 1. Medición de temperaturas durante el calentamiento de agua

Tiempo T termopar [°C] T bimetálico[°C T mercurio[°C]0.5 -0.1 0 21.0 0.1 0 21.5 1.3 0 22.0 1.7 1 42.5 2.9 3 73.0 6.1 5 83.5 8.5 6 94.0 11.1 7 104.5 12.2 9 125.0 15.7 11 145.5 18.4 13 176.0 22.8 15 206.5 27.3 19 247.0 31.4 23 297.5 35.8 29 348.0 40.8 33 388.5 45.5 38 439.0 50.4 43 489.5 55.1 47 53

10.0 60.1 52 5710.5 64.5 57 6311.0 68.8 62 6811.5 73.6 67 7212.0 77.2 70 7612.5 81.6 75 8113.0 85.7 79 8413.5 89.3 83 8914.0 90.8 87 9214.5 90.8 90 9415.0 90.8 90 9415.5 90.8 90 9416.0 90.8 90 94

Se puede apreciar los datos constantes en el inicio de la tabla donde inicia el proceso de fusión del agua, es decir en el cambio de fase Solido-Liquido. De igual manera, al final de la tabla en el cambio de fase Liquido-Gas en el proceso de ebullición

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0

-20

0

20

40

60

80

100

Curva de calentamiento del Agua [Termopar]

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.00

102030405060708090

100

Curva de Calentamiento del Agua [T.Bimetálico]

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.00

102030405060708090

100

Curva de calentamiento del Agua [T. Mercurio]

Tiempo [s]

Tem

pera

tura

[°C]

Obtener:

Rango:

Termómetro de mercurio: 0-200 °CTermopar: 0 a 1250 °CTermómetro bimetálico: 0 a 150 ° C

Rapidez de respuesta:

Analizando la pendiente del estado líquido del agua desde el cambio de fase Solido-Liquido hasta Ebullición, el modelo matemático que se obtuvo en cada grafica fue:

Termopar: y = 8.2506x - 23.251 R² = 0.9925

Termómetro bimetálico y = 8.5522x - 33.244 R² = 0.9933

Termómetro de mercurio y = 8.8675x - 31.48 R² = 0.9966

Facilidad de lectura:

El termopar tiene la mejor facilidad de lectura, puedes observar el display del dispositivo y te arroja la temperatura con hasta dos decimales de aproximación. Sin embargo, al ser un dispositivo electrónico que necesita calibración la confiabilidad de los datos obtenidos puede ser errónea. Tampoco es muy cómodo tomar las lecturas con los alambres de cobre que no son uniformes.

El termómetro de mercurio también tiene una facilidad de lectura, es el instrumento que más confiabilidad le otorgamos. Al utilizar el mercurio sabemos que sus propiedades no cambian y los datos siempre serán casi los mismos en las mediciones. Notamos con claridad el incremento de la temperatura del agua.

El termómetro bimetálico tiene de igual forma una facilidad de leer la temperatura, sin embargo el tiempo al analizar los cambios es casi nulo, no fue claro identificar cuando el agua cambio de solido a líquido, la aguja se tomó su tiempo en avanzar.

Conclusión

Referencias Wark, Kennet, Termodinámica. Sexta Edición, 2001 España. Mc Graw Hill. Cengel, Y. A.; Boles, M.A.: Termodinamica. Octava Edición, 2015, México. Mc

Graw-Hill. Tipler, Paul A. Física Para la Ciencia y Tecnología, Cuarta Edición, 2001

España. Reverté. Serway, Jewett. Física para ciencias e ingeniería, Novena Edición, 2015.

México. http://www.uam.es/ss/Satellite/es/home/