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Laboratorio de Termodinámica BALANCE DE MATERIA SISTEMA CERRADO 1.-INTRODUCCION.Habitualmente se define la energía como la capacidad de la materia para producir trabajo, pudiendo adoptar distintas formas, todas ellas interconvertibles directa o indirectamente unas en otra. El balance de energía al igual que el balance de materia es una derivación matemática de la Ley de la conservación de la energía (primera ley de la termodinámica) es decir ‘’la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma ’’El balance de energía es un principio físico fundamental al igual que la conservación de masa, que es aplicado para determinar las cantidades de energía que es intercambiada y acumulada dentro de un sistema. La velocidad a la que el calor se transmiten depende directamente de dos variables; la diferencia de la temperatura entre los cuerpos calientes y fríos y superficie disponible para el intercambio de calor. También influyen otros factores como la geometría y propiedades físicas del sistema y, si existe un fluido, las condiciones de flujo. Los fluidos en biprocesador necesitan calentarse o enfriarse. 2.-OBJETIVOS 1) 2) 3) 4) 5)

Determinar propiedades Determinar masa analítica por tres métodos gas ideal P.E.C. y soave Hallar el error con la parte experimental. Hallar la transferencia de calor en el proceso Graficar perfiles T / t P/t

. 3.- FUNDAMENTO TEORICO ¿Qué es un compresor? Un compresor es un instrumento mecánico que reduce el volumen ocupado por un gas (aire) a través de cierta presión ejercida sobre él. Se obtiene esta presión mediante un trabajo mecánico aportado que reciben los elementos que componen el compresor, para así dar cumplimiento a su funcionamiento ¿Cómo funciona un compresor y algunas características y usos? A continuación citaremos algunas ideas para la correcta selección de un compresor; también sé vera algo sobre su utilización e instalación:  El uso que se va a destinar y aquellos otros requerimientos relativos a presión, aire exento de aceite, etc.  Máxima y mínima demanda de aire, variaciones estacionales, desarrollo futuro previsto, etc.  Condiciones ambientales; los factores que hay que considerar aquí son: temperaturas extremas, grado de contaminación del aire, altitud, etc.

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Clase de edificación en la que se va a instalar el compresor; los factores a considerar son: limitaciones del espacio, carga que puede soportar el suelo, limitaciones de la vibración, etc. Cuál es el costo de la energía. Qué cantidad de calor puede recuperarse. Qué límites de disponibilidad de potencia existen. Qué limitaciones de ruido hay. Continuidad o intermitencia en la necesidad de aire. Conocer si el costo de una parada es aceptable. Qué experiencia tiene tanto el usuario como el personal de mantenimiento.

PRECAUCIONES PARA COMPRESORES DE AIRE. El aire compresado es muy útil en el área del trabajo, pero puede ser peligroso si no se usa correctamente. Peligros del Aire Compresado: 1) Un golpe de viento a menos de 40 lpc desde 4 pulgadas del oído puede causar daño al cerebro. 2) Tan poco como 12 lpc puede sacar un ojo de la cuenca. 3) Aire puede entrar al ombligo por la ropa y puede inflar y romper el intestino. 4) Dirigido hacia la boca, el aire compresado puede reventar a los pulmones. ALUNAS SUGERENCIAS QUE SE DEBE SEGUIR EN CASO DE UN RIESGO ACCIDENTE HERIDAS DURANTE EL USO DEL AIRE COMPRESADO 1) Examine todo tipo de mangueras, y conexiones, y equipo para asegurarse de que estén en buenas 2) condiciones antes de aumentar la presión. 3) Nunca apunte la boquilla de la manguera de aire al cuerpo de una persona o a si mismo. 4) Nunca mire adentro de una manguera de aire compresado. 5) Nunca use el aire compresado para sacudirse a si mismo o a su ropa. 6) Con las mangueras no se juega. 7) Nunca doble la manguera para cortar la presión del aire, mejor cierre la válvula. 8) Cuando esta usando el aire para la limpieza, asegúrese que la presión no mida mas que 30 lpc. 9) Siempre use protección del ojo en el uso del aire compresado. 10) ¿Qué es presión de saturación? a una temperatura determinada, la presión a la que una sustancia pura cambia de fase se llama presión de saturación, Psat.

Laboratorio de Termodinámica ¿Qué es temperatura de saturación? A una determinada presión, la temperatura a la que una sustancia pura cambia de fase se llama Relación de compresión.Es el cociente entre la presión de descarga y a presión de admisión del compresor. r = pdescarga/padmisión En compresores reciprocantes esta relación está en el orden de 3 a 5, si es mayor se fracciona la compresión

Rendimiento del compresor. a. Eficiencia volumétrica o factor de llenado o rendimiento del espacio nocivo o muerto (evo o ηvo). b. Calentamiento del gas a la entrada del compresor (ev1). c. Pérdidas de carga a la entrada al compresor (ev2). d. Fugas por falta de estanqueidad. Rendimiento volumétrico (ηv). En general el factor de llenado está en el orden de 80-85%, y los otros factores en el orden del 95 al 99% Con estas consideraciones el volumen de gas aspirado por el compresor es: Vreal = (¶. D2. L. Z .N .evo. ev1. ev2 .ηv)4 V: capacidad del compresor (m3/min). D: diámetro del pistón L: carrera del pistón Z: número de pistones N: ciclos por unidad de tiempo En cuanto a la potencia se deben tener en cuenta las pérdidas por rozamiento que se dan en la transmisión, por lo que tenemos un rendimiento mecánico ηm: Potencia al freno = Potencia teórica . ηm Para nuestros ejercicios vamos a considerar solamente el factor de llenado y un rendimiento mecánico igual a este factor de llenado.

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Termodinámica y energía.-La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía. Aunque todoel mundo tiene idea de lo que es la energía, es difícil definirla de forma precisa. La energía se puede considerar como la capacidad para causar cambios. El término termodinámica proviene de las palabras griegas therme(calor) Y dynamis (fuerza), lo cual corresponde a lo más descriptivo de los primeros Esfuerzos por convertir el calor en energía. En la actualidad, el concepto se Interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de energía y sus transformaciones, Incluida la generación de potencia, la refrigeración y las relacionesentre las propiedades de la materia. Una de las más importantes y fundamentales leyes de la naturaleza es el principio de conservación de la energía. Éste expresa que durante una Interacción, la energía puede cambiar de una forma a otra pero su cantidad total permanece constante. Es decir, la energía no se crea ni se destruye. La primera ley de la termodinámica es simplemente una expresión del Principio de conservación de la energía, y sostiene que la energía es una propiedadTermodinámica. La segunda ley de la termodinámica afirma que laenergía tiene calidad así como cantidad, y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de la energía. BALANCE DE ENERGIA DE SISTEMAS CERRADO Si el un sistema es cerrado (no hay tiene intercambio de energía con el resto del universo, los alrededores) cualquier pequeño cambio de energía interna, dU, del sistema es debido al balance de la transferencia de calor, dQ, y el trabajo realizado, dW, por o sobre el sistema. Esta sentencia no describe sino la conservación de la energía. Hay un convenio, artificial y confuso, para poner signo a las variaciones de energía. Naturalmente nadie discute que dU>0 si el sistema aumenta su energía en un proceso termodinámico y naturalmente el resto del universo pierde la misma cantidad de energía. Pero el trabajo, W, y el calor, Q, es un intercambio de energía que gana (o

Laboratorio de Termodinámica pierde) una de las partes, sistema o resto del universo, y por lo tanto pierde (o gana) la otra. ¿Qué signo ponemos a Q y W? Siempre estamos interesados en las propiedades del sistema y normalmente lo miramos todo desde el punto de vista del sistema así que, si no hay trabajo, escribimos dU=dQ indicando que cuando dQ>0 el sistema recibe energía (térmica) y debe aumentar por tanto su energía interna y cuando dQ