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    Trabajo Expansion y Compresion

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    Carlos Fernando Gonzales Ortiz
    Este documento presenta los resultados de un experimento para determinar el trabajo de compresión y expansión de un gas. Se midieron los volúmenes y presiones durante la compresión y expansión de aire en un manómetro de U. Se calculó el trabajo para cada proceso y se graficaron los resultados. La eficiencia de compresión fue del 163.2% mientras que la eficiencia de expansión fue del 61.3%. El documento concluye que la presión y el volumen varían inversamente durante la compresión y expansión de un gas.

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    Trabajo Expansion y Compresion

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    Descripción original:

    fisicoquimica

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    UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA DE SAN

    FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA


    FACULTAD DE TECNOLOGIA

    ING.PETRLEO Y GAS NATURAL,ING. QUMICA,


    ING. INDUSTRIAL
    Materia

    : Lab. de QMC 206

    N de Prctica

    :4

    Titulo de la Prctica

    : Trabajo en expansin y compresin

    Nombres

    : Univ.:
    : Univ. :
    : Univ. :
    : Univ. :
    : Univ. :

    Fecha de realizacin de la prctica : 03/11/2009


    Fecha de entrega de la prctica

    : 17/11/2009

    Docente

    : Ing. Eloy Copacalle C.


    Sucre-Bolivia
    2/2009

    PRACTICA #4
    TRABAJO EXPANSION Y COMPRESION

    1.1 INTRODUCCIN
    Cuando un gas se expande puede efectuar trabajo sobre sus alrededores, y de igual forma,
    para comprimir un gas a volumen ms pequeo, se debe efectuar trabajo externo sobre l.
    La cantidad real de trabajo efectuado en estos procesos no slo depende de la ecuacin de
    estado del gas, sino tambin de las condiciones en las que ocurre la expansin o la
    compresin, es decir, de que se realice a temperatura constante, o a presin constante, o sin
    flujo de calor, o de alguna otra manera.
    1.2 OBJETIVO DE LA PRCTICA
    Determinar el trabajo de compresin
    Determinar el trabajo de expansin
    Determinar la eficiencia de compresin y de expansin
    1.3 FUNDAMENTO TERICO
    Trabajo reversible:
    El trabajo reversible se define como la cantidad mxima de trabajo til que puede obtenerse
    cuando un sistema experimenta un proceso entre los estados inicial y final. sta es la salida
    (o entrada) de trabajo til que se obtiene cuando el proceso entre los estados inicial y final
    se ejecuta de manera reversible.
    Trabajo irreversible:
    Este se aplica en aquellos procesos que, como la entropa, no son reversibles en el tiempo.
    Desde esta perspectiva termodinmica, todos los procesos naturales son irreversibles. El
    fenmeno de la irreversibilidad resulta del hecho de que si un sistema termodinmico de
    molculas interactivas es trasladado de un estado termodinmico a otro, ello dar como
    resultado que la configuracin o distribucin de tomos y molculas en el seno de dicho
    sistema variar.

    1.4 DESCRIPCIN DEL EXPERIMENTO


    1.4.1 EQUIPO Y MATERIALES
    Manmetro en U
    Jeringa
    Regla
    1.4.2 REACTIVOS
    Mercurio
    Aire
    1.5 PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO

    Preparar el equipo tal como se muestra en las figuras1 y 2, en la parte de atrs del
    manmetro colocar el papel milimetrado para facilitar la lectura de la diferencia de
    altura de la sustancia de un brazo con relacin al otro.

    Cargar el manmetro con la sustancia que corresponda con mercurio, y dejar en


    equilibrio el sistema.

    Conectar una jeringa por uno de los extremos del manmetro.

    Comprimir o expandir el embolo de la jeringa tomando en cuenta la lectura de los


    volmenes y medir la altura de desplazamiento.

    Recoger los datos lanzados por la prctica y realizar los clculos y grficas respectivas.

    expansion

    1.6 CALCULOS

    (1)
    (2)

    ..(3)
    ...(4)
    EFICIENCIA

    .(5)

    .(6)

    TABLA 1. DETERMINACION DE TRABAJO DE COMPRESIN O


    IRREVERSIBLE.
    VOLUMEN (ml)
    ALTURA (m)
    Pabsoluta (mmHg)
    Pabsoluta (atm.)
    W(J)
    20-18
    0.035
    575
    0,756
    -0.151
    18-16
    0.080
    620
    0,815
    -0.169
    16-14
    0.129
    669
    0,880
    -0.192
    14-12
    0.178
    718
    0,944
    -0.222
    12-10
    0.238
    778
    1,023
    -0.262
    10-8
    0.306
    846
    1,113
    -0.321
    Trabajo total=w=-1.317 J

    Segn la ecuacin 4:

    Ademas

    Segn la ecuacin (3) y tomando en cuenta que T=239K(constante)


    R=82.06

    tenemos:

    Segn la ecuacin (1) y


    tenemos:

    y T=293K

    *todos los datos obtenidos en la tabla1. fueron obtenidos segn el procedimiento


    anterior.
    GRAFICA1

    rea=trabajo total

    J
    EFICIENCIA

    n compresion=

    2.15 J
    100=163.2
    1.317 J

    TABLA2.DETERMINACION DEL TRABAJO EN EXPANSIN O REVERSIBLE


    VOLUMEN (ml)
    0-4
    4-8
    8-10
    10-12
    12-15
    15-18

    ALTURA (m)
    0.148
    0.240
    0.270
    0.298
    0.328
    0.352

    Pabsoluta (mmHg) Pabsoluta (atm.) W(J)


    392
    0.516
    300
    0.395 0.99
    270
    0.355 0.32
    242
    0.318 0.26
    212
    0.279 0.32
    188
    0.247 0.26
    Trabajo total=w=2.15J

    GRAFICA 2

    expansion
    0.6
    0.5
    expansion

    0.4

    Linear (expansion)

    0.3

    Linear (expansion)

    0.2
    0.1
    0
    2

    10 12 14 16 18 20

    El area debajo de la curva es de 1.57 J

    EFICIENCIA

    n compresion=

    1.317 J
    100=61.3
    2.15 J

    1.7 CONCLUSIONES.
    Trabajo en expansin o reversible
    La presin absoluta en el trabajo de expansin disminuye a medida que aumenta el
    volumen, es decir son inversamente proporcionales.
    El trabajo es directamente proporcional a la presin absoluta que se ejercida sobre el aire, el
    trabajo es inversamente proporcional a l volumen que se desplaza en la jeringa.
    Trabajo en compresin o irreversible
    En contraste al trabajo reversible, la presin absoluta aumenta y disminuye el volumen, en
    efecto son inversamente proporcionales.
    El trabajo es negativo consecuencia de que recibe trabajo externo.
    La presin absoluta es directamente proporcional al trabajo.

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