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ECBTI TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA 212065 Semestre 2019 16-01 UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

TAREA 4 - DESARROLLO DEL COMPONENTE C OMPONENTE PRÁCTICO PRÁCTICO - LABORATORIO VIRTUAL

PRACTICA 1

PRESENTADO POR JEISSON ESNEIDER CASTELLANOS NIETO

PRESENTADO A

Tutor YURY MARLEN PERALTA

GRUPO 212065_20

FECHA DE ENTREGA Mayo del 2019

Trabajo Colaborativo Unidad II

ECBTI TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA 212065 Semestre 2019 16-01

Paso 1: Ingresar al link http://www.educaplus.org/game/calorimetria y realizar las siguientes configuraciones

1. Seleccionar la sustancia A y configurar una masa de 40 gramos 2. Ajustar la temperatura a 30°C 3. Para el agua configurar 150 gramos y una temperatura de 80 °C 4. En seguida oprimir el botón comenzar 5. Reportar la temperatura inicial y final del sistema



 = 20℃  = 20.14℃ 6. Repetir el procedimiento con las sustancias B, C, C , D, E y F

Sustancia B



 = 20℃  = 20.08℃ Sustancia C

 = 20℃  = 20.23℃ Sustancia D



 = 20℃  = 20.28℃ Sustancia E

 = 20℃  = 20.38℃ Sustancia F



 = 20℃  = 20.54℃ Paso 2: Ingresar al link http://www.educaplus.org/game/ley-de-charles y realizar las siguientes configuraciones

1. Registrar el volumen inicial del sistema

 = 26  2. Mover la barra inferior (que ajusta la temperatura) a 208.15 K 3. Obtener la gráfica que arroja el aplicativo


ECBTI TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA 212065 Semestre 2019 16-01 4. Registrar el volumen final

 = 18.15  5. Repetir el proceso, esta vez moviendo la barra inferior a 348.15 3 48.15

 = 18.15   = 30.36 

Paso 3: Ingresar al link http://www.educaplus.org/game/transformacion-isoterma y realizar las siguientes configuraciones


ECBTI TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA 212065 Semestre 2019 16-01 1. Moviendo el embolo con el mouse, ajuste la presión a 11.5x106 pascales 2. Reporte el volumen final y el trabajo final

 = 0.22 0.22 ∗ 1100−   = 3822  3. Hacer clic en reiniciar y repetir el procedimiento si la presión se ajusta a 17.5x106 pascales

 = 0.14 0.14 ∗ 1100−   = 4870  Paso 4: Ingresar al link http://www.educaplus.org/game/transformacionestermodinamicas y realizar las siguientes configuraciones

1. Hacer clic sobre el botón isobara y registrar la tabla



2. Hacer clic sobre el botón adiabática y registrar los datos de la tabla

3. Hacer clic sobre el botón isoterma y registrar los datos de la tabla

4. Hacer clic sobre el botón isocora y registrar los datos de la tabla



Análisis de resultados Paso 1: 1. Determine el calor especifico de las sustancias s ustancias A, B, C, D, E y F

 =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.29 293.29° °  293.15°  = 4180 4180 ∗ 0.15 0.15 ∗ 0.14  = 87.78   =  ∗∆  = 293.29° Sustancia A:  = 0.04   = 303.15°   = 0.04 87.78 ∗ 9.86 °  = 0.394  ∗   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.23 293.23° °  293.15°  = 4180 4180 ∗∗0.1 0.155 ∗ 00.8.8  = 50.16   =  ∗∆ Sustancia B:  = 0.04   = 303.15°  = 293.23°   = 0.04 50.16 ∗ 9.92 °



 = 0.3968  ∗   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.38 293.38° °  293.15°  = 4180 4180 ∗ 0.15 0.15 ∗ 0.23  = 144.21   =  ∗∆ Sustancia C:  = 0.04   = 303.15°  = 293.38°   = 0.04 144.21 ∗ 9.77 °  = 0.3908  ∗   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.43 293.43° °  293.15°  = 4180 4180 ∗ 0.15 0.15 ∗ 0.28  = 175.56   =  ∗∆ Sustancia D:  = 0.04   = 303.15°  = 293.43°   = 0.04 175.56 ∗ 9.72 °



 = 0.3888  ∗   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.53 293.53° °  293.15°  = 4180 4180 ∗ 0.15 0.15 ∗ 0.38  = 238.26   =  ∗∆ Sustancia E:  = 0.04   = 303.15°  = 293.53°   = 0.04 238.26 ∗ 9.62 °  = 0.3848  ∗   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆  = 4180  ∗  ∗ 0.15 ∗ 293.69 293.69° °  293.15°  = 4180 4180 ∗ 0.15 0.15 ∗ 0.54  = 338.58   =  ∗∆ Sustancia E:  = 0.04   = 303.15°  = 293.69°   = 0.04 238.26 ∗ 9.46 °



 = 0.3784  ∗  2. Suponga que tiene 50 gramos de B y que su temperatura inicial es de 20°C, para el agua tiene 200 gramos y su temperatura inicial es de 35°C con la información del numeral anterior determinar teóricamente la temperatura final del sistema.

 =   =  ∗  ∗∆ ∗ ∆

 293.15  0.05  ∗ (0.3968  ∗  ) ∗   = 0.2  ∗418 ∗ 41800  ∗  ∗  308.15 0.01984 ∗  ∗   293. 293.15 15   = 83 836 ∗  308.15 0.01984  293.13 = 836 257613.4 0.01984   836 836 = 257613.4+293.13 835.98 = 257320.27  = 257320.27 835.98  = 307.8 °  = 34.65 ℃ 3. Con el aplicativo realizar la configuración del numeral 2 y comparar



Entre el resultado teórico y del simulador hay una diferencia de 0.23 ºC lo cual es muy poco significativo, podemos concluir que los resultados coinciden.

Paso 2: 1. ¿Qué dice la Ley de Charles? Determina que a bajas presiones el volumen de un gas es proporcional a su temperatura. 2. Reporte el volumen inicial y final cuando la temperatura cambia de 298.15 K a 208.15 K

 = 26   = 18.15  3. Reporte el volumen inicial y final cuando la temperatura cambia de 208.15 K a 348.15 K



 = 18.15   = 30.36  4. Adjunte las gráficas obtenidas

5. Si la presión es de 1 atm calcule los moles de aire si a 298,15 K hay un volumen de 26 cm3

 =   =   1 ∗ 0.026  =  ∗  ∗ 298.1 0.008205746  ∗  298.155   = 0.0106  Paso 3: 1. Adjunte las gráficas obtenidas para las dos configuraciones



2. En una tabla reporte la información solicitada para las dos configuraciones (volumen final y trabajo realizado) P f f

V f f

W if if

11.5x106 Pa 17.5x106 Pa

0.22x10-3 cm3 0.14x10-3 cm3

3822 J 4870 J

3. Establezca el trabajo realizado por un mol de gas a 300 K que pasa de 1x10-3 m3 a 0.5x10-3 m3 analíticamente y realizar la configuración en la aplicación y comparar

 =  −  ∗  5 ∗ 1 0  = 1 ∗ 0.008205 008205746 746  300 ∗ 2,718281828 ∗ 1 ∗ 10−  ∗ ∗  ∗ 300  = 17.29 



El trabajo realizado corresponde a 17.29 J

Paso 4: 1. Que significa un proceso isocoro, isotermo, isobaro y adiabático Proceso adiabático: Es aquel en el cual el sistema termodinámico no intercambia calor con su entorno. Proceso isotérmico: Es aquel proceso durante el cual la temperatura permanece constante. Proceso isobárico: Es aquel proceso durante el cual la presión se mantiene constante. Proceso isocórico: Es aquel proceso durante el cual el volumen especifico se mantiene constante.


ECBTI TERMODINÁMICA TERMODINÁMICA 212065 Semestre 2019 16-01 2. Registrar en una tabla los datos obtenidos P

Isobara Adiabática Isoterma Isocora

20.8x106 85.5x106 20.8x106 20.8x106

V

Pa Pa Pa Pa

0.12x10-3 cm3 0.12x10-3 cm3 0.12x10-3 cm4 1.00x10-3 cm5

T

300 K 1232 K 300 K 2488 K

W

18200 J 11614 J 5281 J 0J

3. Calcule el trabajo en condiciones de P constante cuando el volumen cambia de 1x10-3 m3 a 0.12x10-3 m3 de forma analítica y comparar con la información del aplicativo

 =  ∗     = 20.8∗ 20.8 ∗ 10 10 ∗ 0.12 0.12∗∗ 10−  1∗ 10−  = 18304 

Se encuentra una diferencia entre los dos resultados de 104 J


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