UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y METALURGIA METALURGIA CURSO
: FISICOQUIMICA
TEMA
: INFORME DE LAB. PRESION DE VAPOR
DOCENTE : BARBA REGALADO Alej!"#$ CICLO
: III
INTEGRANTES
:
VELA GARRO Al%#$
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
INTRODUCCI&N En e!ta %r&ctica !e reali'( la deter)inaci(n de la %re!i(n de *a%#r de l+uid#!, Se utili'( la ecuaci(n de Clau!iu! Cla%e$r#n %ara e-%re!ar )ate)&tica)ente la *ariaci(n de la %re!i(n del *a%#r c#n la te)%eratura" $ a! )i!)# !e gra.icar#n nue!tr#! dat#!,
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
FUNDAMENTO TE&RICO '. PRESI&N DE VAPOR E! una de la! %r#%iedade! )&! i)%#rtante $ /til de l#! l+uid#!" de algun#! !(lid#! $ de la! di!#luci#ne! l+uida! a la! c#ndici#ne! +ue %red#)inan en nue!tr# ent#rn# ec#l(gic#, La %r#%iedad en e!tudi# e! una *aria0le i)%#rtante en el di!e1# $ #%eraci(n de %r#ce!#! indu!triale! 2u)ic#!" F!ic#! $ 3i#l(gic#! c#)# c#n!ecuencia de la e-i!tencia de inter.ace en la! +ue %artici%e un *a%#r, '.' P#e()*! "e V+$# S-#"$.
E! la )&-i)a %re!i(n +ue e4erce el *a%#r de un li+uid# %r#ducid# a una deter)inada te)%eratura5 e!ta0leci6nd#!e un e+uili0ri# din&)ic# entre la e*a%#raci(n $ la c#nden!aci(n, E!t#! *al#re! de la %re!i(n !e encuentran ta0ulad#! %ara l#! di.erente! l+uid#! $ di!tinta! te)%eratura!, La %re!i(n del *a%#r !#la)ente de%ende de la te)%eratura $ la naturale'a del l+uid#,
. TERMODIN/MICA La ter)#din&)ica e! la %arte de la .!ica +ue e!tudia l#! )ecani!)#! de tran!.#r)aci(n # tran!.erencia de energa de un cuer%# a #tr# dentr# de un !i!te)a, Se lla)a !i!te)a ter)#din&)ic# a t#da %#rci(n # cantidad de )ateria de.inida # li)itada %#r 0arrera!" $a !ean e!ta! reale! # i)aginaria!, La! 0arrera! de un !i!te)a %ueden cla!i.icar!e de la !iguiente )anera7 a8 Ai!lante" +ue n# %er)ite el %a!# de la )ateria de energa, 08 Fi4a! # rgida!" +ue i)%iden l#! ca)0i#! de *#lu)en, c8 Adia0&tica!" +ue n# %er)iten la tran!.erencia de energa en .#r)a de cal#r ni de )ateria, d8 I)%er)ea0le!" a tra*6! de la! cuale! n# !e %r#duce interca)0i# de )ateria, e8 9er)ea0le! +ue .acultan el interca)0i# de )ateria $ energa en .#r)a de cal#r,
.'CALOR: E! una .#r)a de energa %re!ente en t#d#! l#! cuer%#! +ue n#! r#dean, El cal#r c#ntenid# en un cuer%# de%ende cuantitati*a)ente de !u ni*el t6r)ic#
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
:te)%eratura8 de !u cantidad de )ateria :)a!a8 $ de !u ca%acidad %ara al)acenar energa en .#r)a t6r)ica, La cantidad de )ateria :)a!a8 de un cuer%# %uede e-%re!ar!e %#r )edi#! e-clu!i*a)ente )ec&nic#!, La ca%acidad %ara al)acenar cal#r c#rre!%#nde a la naturale'a del cuer%# $ %uede %reci!ar!e de )#d# t#tal)ente general de )#d# +ue %ara el e!tudi# de la energa t6r)ica c#ntenida en un cuer%# dad# ad+uiere e!%ecial i)%#rtancia la )edici(n del ni*el t6r)ic# de dic;# cuer%#,
. P-!$ "e E0-ll)1)*!. La e0ullici(n de un l+uid# !e %re!enta cuand# la %re!i(n de *a%#r iguala a la %re!i(n e-terna, El %unt# de e0ullici(n n#r)al e! la te)%eratura a la cual la %re!i(n de *a%#r e! igual a un &t#)#, La energa re+uerida %#r cada )#l de !u!tancia +ue ca)0ia de .a!e li+uida a *a%#r !e den#)ina cal#r )#lar de *a%#ri'aci(n de un li+uid#,
.2Te3+e#-#:
.4V+$#)51)*! La *a%#ri'aci(n e! el %a!# de un cuer%# del e!tad# l+uid# al ga!e#!#, E!te .en()en# !e %uede %r#ducir de cuatr# .#r)a! di.erente!7
6 06 16 "6
Va%#ri'aci(n en el *aci(, Va%#ri'aci(n en una at)(!.era ga!e#!a E*a%#raci(n E0ullici(n,
3.
VARIACI&N DE LA PRES. DE VAP. CON LA TEMPERATURA
La %re!i(n de *a%#r de un l+uid# e! una .unci(n creciente de la te)%eratura e!ta relaci(n !e deter)ina )ediante la ecuaci(n de Clau!iu! Cla%e$r#n +ue e!7
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia d P d T
=
l( vap.)
T (V( v ) - V(l ) )
@
l ( vap.)
T (V( v ) )
……………………..(A)
D#nde7 λvap : cantidad de calor absorbido en la vaporización. Vl
: Volumen del liquido.
Vv
: Volumen de vapor saturado.
d P d T
: Velocidad de cambio de presión de vapor con la temperatura.
Ade)&!7 V ( v )
RT =
P , cuando se trata de un mol
Remplazando en (A) tenemos la siguiente ecuación: d P d T
=
P l( vap.) � T 2R
�
d P =
P
l ( vap.)
T 2R
d T
Si la ecuaci(n de Clau!iu!=Cla%e$r#n integra)#! !in l)ite! cuand# R $ >*a% !#n c#n!tante! !e tiene7 d P
l( vap.)
� � P T R =
d P
� P
=
2
l( vap .)
LogP = -
R
d T �
d T
� T
2
l ( vap.)
2.! R
dP
�P
=
l ( vap.)
� LnP = 1
R
l (vap .)
R
d T
� T
2
1
�( ) + C T
�( ) + C
*
T
La ecuaci(n tiene una !i)ilitud c#n al ecuaci(n de una recta" %#r l# tant# %#de)#! gra.icarl# de la !iguiente )anera, "ra#icando $og% (vs) 1&'.
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
C’
LogP
m = - λvap 1/T
2.303R
Donde: λvap = - 2.303Rm
Si la ecuaci(n de Clau!iu!=Cla%e$r#n integra)#! entre l)ite! de.inid#! cuand# R $ >*a% !#n c#n!tante!" !e tiene,
P2
d P
T2
l( vap.)
� P �RT =
P1
T1
2
d T
P2
dP
�� P1
P
=
P Log ( 2 ) P1
l( vap.)
R
=
MATERIALES Y EQUIPOS
T 2
d T
�T T 1
2
P2
� Ln(
� T2 T 1 � 2.!R � T2 �T 1 l ( vap.)
-
P1
)
=
l ( vap.)
R
� T2 T 1 � T2 � T 1 � , o -
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
Matra' c#n ta%(n tri;#radad#
Ter)()etr#
Tu0# de *idri# en T,
Tu0# en .#r)a de u c#n )ercuri#:MANOMETRO8
9in'a! de M#;r
Mec;er# de 0un!en
Agua de!tilada
PROCEDIMIENTO:
In!talar el e+ui%# de tra0a4# c#n l#! )ateriale! $a )enci#nad#!,
Llene el )atra' c#n agua de!tilada ;a!ta un terci# de !u *#lu)en t#tal" )antener la! lla*e! ? @" $ B a0ierta!, La %re!i(n dentr# de un )atra' !er& igual a la at)(!.era" %#r l# tant# el ni*el de )ercuri# en la! d#! ra)a! de tu0# en u !er&n iguale!,,
Cierre la! lla*e! ? $ B $ )antener a0ierta la lla*e ? @,
Calentar el agua del )atra' c#n un )ec;er# ;a!ta e0ullici(n" retirar in)ediata)ente el )ec;er# %ara e*itar !#0recalenta)ient#,
Cerrar la lla*e ? @ $ a0ra la lla*e ? B el ni*el del )ercuri# en a)0a! ra)a! de0en !er iguale!" de l# c#ntrari# e!%ere +ue e!ta0le'ca el ni*el,
An#te la! te)%eratura! $ %re!i#ne! )an#)6trica!" e)%e'and# de grad#! C en .#r)a de!cendente" en inter*al#! de d#! grad#!
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
centgrad#!, De0id# al en.ria)ient# en el )atra' el *a%#r e)%ie'a a c#nden!ar $ crea un liger# *ac# dentr# de el %#r l# tant#" la c#lu)na e)%ie'a a !u0ir en la ra)a derec;a $ en la )i!)a %r#%#rci(n 0a4a el de la i'+uierda,
Ter)inand# el e-%eri)ent# cierra la lla*e ? B $ a0ra la lla*e ? %ara e*itar +ue el )ercuri# ingre!e al )atra',
Di!e1# e-%eri)ental,
C/LCULOS Y RESULTADOS:
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
D$( E7+e#)3e!le( Tabla I:
N
TC
T
9 ))g
@
H
B
JK,
B
JBJ,
B
J
B
J,
J
B
BH
JB,
B
J@,
H
@
BJ
JK,
K
BB
J@,
Tabla2 Nº
1/T
L#g :98
L#g 9@T
:@T8
1
2.785.10-3
2.654
7.391.10-3
7.756.10-6
2
2.793.10-3
2.638
7.368.10-3
7.8.10-6
3
2.801.10-3
2.631
7.369.10-3
7.845.10-6
4
2.809.10-3
2.627
7.379.10-3
7.89.10-6
5
2.817.10-3
2.625
7.395.10-3
7.935.10-6
6
2.825.10-3
2.624
7.413.10-3
7.98.10-6
7
2.833.10-3
2.623
7.402.10-3
7.026.10-6
Se !a0e +ue7
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia Σ (1/T)2 Σ Log(P) - Σ (1/T) (Log P) Σ (1/T )
A=
n Σ (1/T)2 - (Σ(1/T))2
B= Σ (1/T) (Log P) - Σ (1/T) Σ (Log P) n Σ (1/T)2 - (Σ(1/T))2
Ree)%la'and# *al#re! tene)#!7
A= (5.423x10-5) (18.442) - (0.051) (0.019)
=
13.36 mmHg
7 (3.866x10-4) - (3.866x10-4)
B= 7(0.051) - (0.019) (18.442)
= -3018 mmHg º
7 (3.866x10-4) - (3.866x10-4)
P# el 18l1-l$ "el %l$# 3$l# "e %+$#)51)*! Se e)%lea la ecuaci(n de clau!iu! Cla%e$r#n, LogP=
λvap
−
2.303 R
×
1
T
+
C
T!n!mo" #$!% omo%
&=A'B &% Log P % 1/T
ENTONCES:
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia λ vap
−
2.303 R
=
B
λ vap=3018 x 2.303 x 0.082
λ vap=570 cal / mol
P# 1l1-l# l 1$!(!e “1” -(3$( Ta)0i6n La ecuaci(n de clau!iu! cla%e$r#n E!$!1e(: A 1.*mm+g.
on los datos tabulados se obtiene la siguiente gra#ica
@T
L#g 9
0.00278 0.00293 0.00801 0.00809 0.00817 0.00825 0.00833
2.654 2.638 2.631 2.627 2.625 2.624 2.623
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
GRÁFICA DE LA DEPENDENCIA DEL LogP EN FUNCIÓN DE 1/Tº 3.50000
3.00000
2.50000
2.00000 e l t i T s i x A
1.50000
1.00000
0.50000
0.00000 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
DISCUSI&N Y RECOMENDACI&N
9ara 6l c&lcul# de la cantidad de cal#r a0!#r0id# en la *a%#ri'aci(n !e utili'( el )ercuri# c#)# un reacti*# ar0itrari# %ara deter)inar la %re!i(n de *a%#r" e!t# a una deter)inada te)%eratura,
En la te#ra !e dice +ue cada li+uid# :en nue!tr# ca!# el )ercuri#8" tiene !u %re!i(n de *a%#r caracter!tica a una te)%eratura dada" en la %r&ctica %udi)#! c#)%r#0arl#" $a +ue cuand# tu*i)#! una te)%eratura .i4a :iniciand# c#n C 8" !u tu*# una lectura de la %re!i(n
en el %a%el
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
DISCUSI&N Y RECOMENDACI&N
9ara 6l c&lcul# de la cantidad de cal#r a0!#r0id# en la *a%#ri'aci(n !e utili'( el )ercuri# c#)# un reacti*# ar0itrari# %ara deter)inar la %re!i(n de *a%#r" e!t# a una deter)inada te)%eratura,
En la te#ra !e dice +ue cada li+uid# :en nue!tr# ca!# el )ercuri#8" tiene !u %re!i(n de *a%#r caracter!tica a una te)%eratura dada" en la %r&ctica %udi)#! c#)%r#0arl#" $a +ue cuand# tu*i)#! una te)%eratura .i4a :iniciand# c#n C 8" !u tu*# una lectura de la %re!i(n
en el %a%el
)ili)etrad#,
En la %ractica !#l# c#n!idera)#! !i!te)a! de un !#l# c#)%#nente" $a +ue el li+uid#
el *a%#r tienen la )i!)a
c#)%#!ici(n $ e-i!te una %re!i(n %ara una te)%eratura .i4a,
Se de0e %r#curar di!%#ner de l#! )ateriale! $ reacti*#! re+uerid#! %ara cada %ractica,
Se de0e reali'ar c#n !u)# cuidad# a la ;#ra de la )edici(n del )ercuri# c#n re!%ect# al %a%el )ili)etrad#" $a +ue e!t# n#! garanti'ara re!ultad#! a! certer#!,
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
CONCLUSIONES
En la deter)inaci(n de la %re!i(n de *a%#r de l#! l+uid#! a te)%eratura! )a$#re! +ue la a)0iental" !e tiene +ue a )a$#r te)%eratura tendre)#! una )en#r %re!i(n" e!t# !igni.ica +ue la %re!i(n de *a%#r e! in*er!a)ente %r#%#rci#nal a la te)%eratura,
La te)%eratura a)0iental n# di.iere de una te)%eratura incre)entada c#n cal#r" )ientra! ;alla un tu0# de e!ca%e del *a%#r de agua" t#d# e!t# c#n re!%ect# a +ue el ni*el de )ercuri# e!te en e+uili0ri#,
9#de)#! deducir +ue la %re!i(n at)#!.6rica e!ta %re!ente en el !i!te)a in.lu$e a )antener el e+uili0ri# del ni*el del )ercuri#,
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
REFERENCIAS BIBLIOGR/FICAS
MARON Y 9RUTON .unda)ent#! de FISICO2U
Re.erencia! Qe0
;tt%7catarina,udla%,)-udlatale!d#cu)ent#!lei%cle)entec)aca%itul#B ,%d.
UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO Facultad de Ingeniera de Mina!" Ge#l#ga $ Metalurgia
ANE9OS: