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Escuela Superior de Ingenieria Química e Industrias Extractivas.
Instituto Politécnico Nacional.
Escuela Superior de Ingenieria Química e Industrias Extractivas.
Depto. de formación básica
Academia de Fisicoquímica básica
Laboratorio de Termodinámica de las sustancias puras.
Profesor Fabila Gutiérrez Froylan. Equipo. – 1. Lunes 6 de Septiembre de 2021 Practica 2.- Diagrama Presión-Volumen de una sustancia pura a presiones menores que la atmosférica. Angeles Soto Jonathan. Cruz Martínez Cesar. García García Samuel. López Muñoz Daniel Quetzalcoatl. 1IV 22
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Practica 2 .- Diagrama Presión-Volumen de una sustancia
pura a presiones menores que la atmosférica.
Objetivo:
A través de un experimento el estudiante obtendrá valores de presión y volumen especifico del agua en equilibrio con su vapor, para trazar el diagrama presión- volumen y compararlos con los de tablas de vapor saturado de agua.
Marco teórico:
SUSTANCIA PURA.
Es toda sustancia que tiene su composición química homogénea e invariante. Puede presentarse en distintas fases: sólido, líquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presión y temperatura una sustancia puede estar como sólido, líquido o vapor o presentarse en dos o tres fases a la vez. CAMBIOS DE FASE. Existen en la naturaleza muchas situaciones en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. A pesar de que todas las fases de las sustancias son importantes, solo se estudiarán las fases líquido y vapor y su mezcla. En el estudio de la sustancia pura se toma como ejemplo el agua por ser una sustancia muy familiar. TEMPERATURA DE SATURACIÓN Y PRESIÓN DE SATURACIÓN. La temperatura y presión de saturación son aquellas en donde ocurre la ebullición de una sustancia pura. Para una presión de saturación existe un único valor de temperatura de saturación y viceversa. En aquellos sitios que se encuentran por encima del nivel del mar, la presión atmosférica disminuye en la medida que se asciende así como la temperatura de saturación por lo que el tiempo de cocción en estos sitios es mayo.
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Diagrama P-T El diagrama P-T de una sustancia pura, llamado diagrama de fase puesto que las tres fases se separan entre sí mediante tres líneas. Mercado, F. (2017, 20 marzo). Diagramas de propiedades - thefinitelement.com. The Finite Element. https://www.thefinitelement.com/diagramas-de-propiedades Vega, J. (s. f.). SUSTANCIA PURA. UNET. Recuperado 27 de agosto de 2021, de http://www.unet.edu.ve/%7Efenomeno/F_DE_T-65.htm
Material equipo y sustancias:
1 matraz balón de fondo plano de 250 mL. 1 vacuómetro en forma “U” con Hg Agua destilada y sin aire. 1 mechero Bunsen. 1 termómetro. 1 asegurador doble. 2 reglas de 1 metro, graduados en cm. 2 tapones de hule del número 5. 1 pinza para refrigerante. 1 franela de 20 por 20 cm. Agua destilada.
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Datos experimentales:
Temperatura (t) en °C Altura del sistema (hs) en cm Altura a la atmosfera (ha) en cm 85 55.5 53. 80 56.0 51. 75 57.2 49. 70 58.3 48. 65 59.8 46. 60 60.9 45.
Procedimiento:
- En el equipo ya instalado, mide la altura total (𝒉𝑻) , que es la longitud medida desde un nivel de referencia hasta el nivel de agua en el matraz.
- Registra la temperatura ambiente (𝒕𝒂𝒎𝒃) y la altura barométrica (𝒉𝒃𝒂𝒓𝒐𝒎).
- Con el matraz DESTAPADO, inicia calentamiento con mechero Bunsen, cuidado de no quemar el tubo de plástico.
- Para evitar tener una ebullición violenta, regula el tamaño de la flama del mechero con la llave y el color de la flama azul con el barrilete.
- Cuando se tenga la ebullición, acerca lentamente el termómetro, sujetándolo atrás del tapón y en forma horizontal, a la entrada del matraz (sin tapar), para que el bulbo del termómetro reciba el vapor del agua y cuando indique aprox 90 °C retira el mechero, apágalo y simultáneamente tapa el matraz con el tapón donde esta insertado el termómetro, apóyate con la franela para evitar quemaduras.
- Espera a que la temperatura del sistema baje a 85 °C, registrala y al mismo tiempo mide en el vacuómetro en “U” las alturas (𝒉𝒔) y (𝒉𝒂) desde la misma referencia que tomaste para medir la (𝒉𝑻).
- De la misma forma mie (𝒉𝒔) y (𝒉𝒂) cada vez que la temperatura disminuya 5 °C hasta que la temperatura llegue a 60 °C.
- Si observas que entra aire al matraz, repórtalo a tu profesor.
- Inmediatamente que termines el experimento, oprime lentamente el tapón para romper el vacío y destapa cuidadosamente.
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3.- Completar el cuadro con el apoyo de las tablas de vapor
Temperatura(C) 𝑽𝒆𝒔𝒑𝑻𝒂𝒃𝒍𝒂𝒔(
4.- Porcentaje de error
𝑽𝒆𝒔𝒑 𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂−𝑽 𝒆𝒔𝒐 𝒄𝒂𝒍𝒄𝒖𝒍𝒂𝒅𝒐 𝑽𝒆𝒔𝒑 𝒕𝒂𝒃𝒍𝒂
- 825839 𝑚 𝑘𝑔^3 − 2. 4269 𝑚 𝑘𝑔^3
- 825839 𝑚 3 𝑘𝑔
- 405158 𝑚 3 𝑘𝑔 −^2.^5113 𝑚 3 𝑘𝑔
- 405158 𝑚 3 𝑘𝑔
- 128945 𝑚 3 𝑘𝑔 −^2.^6262 𝑚 3 𝑘𝑔
- 128945 𝑚 3 𝑘𝑔
- 039542 𝑚 3 𝑘𝑔 −^2.^7189 𝑚 3 𝑘𝑔
- 039542 𝑚 𝑘𝑔^3
- 193545 𝑚 3 𝑘𝑔 −^2.^8535 𝑚 3 𝑘𝑔
- 193545 𝑚 𝑘𝑔^3
- 667229 𝑚 3 𝑘𝑔 −^2.^9631 𝑚 3 𝑘𝑔
- 667229 𝑚 𝑘𝑔^3
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5.- Diagrama P-v
6. Tabla de resultados
Temperatura t(°C) Vesp (tabla) (m3/kg) Vesp (Calculado) (m31/kg) %error 85 2.825839 2.4269 14. 80 3.405158 2.5113 26. 75 4.128945 2.6262 36. 70 5.039542 2.7189 46. 65 6.193545 2.8535 53. 60 7.667229 2.9631 61. 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Chart Title
Ph Ph 2
