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FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS BÁSICAS

PROYECTO GRUPAL

Institución Universitaria Politécnico Grancolombiano

FLUIDOS Y TERMODINAMICA CONSOLIDADO FINAL

PIÑEROS MAYORGA CRISTIAN CAMILO 1820650307 VARGAS GUTIÉRREZ MIRYAM ANDREA 1821981272 PAOLA……. 18….

TUTOR ANGÉLICA RODRÍGUEZ DONCEL.

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE INGENIERÍA, DISEÑO E INNOVACIÓN INGENIERIA INDUSTRIAL 2020

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CONTENIDO

1.INTRODUCION 2.OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 3. ANÁLISIS DE DATOS Y CUMPLIMIENTO DE OBJETIVO SEM 4 Y 5 4.CONCLUSIONES 5.BIBLIOGRAFÍA

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1.INTRODUCCION La termodinámica es la parte de la física que estudia la conversión del calor y trabajo y los cambios en los sistemas (cambios físicos) en los que intervienen estas magnitudes, todo esto desde un punto de vista macroscópico. En un sentido amplio, la calorimetría se desarrolló históricamente como una técnica destinada a fabricar aparatos y procedimientos que permitieran medir la cantidad de calor desprendida o absorbida en una reacción mecánica, eléctrica, química o de otra índole. Este método, encuadrada dentro de la termodinámica, se ha especializado, sobre todo, con el paso del tiempo, en la determinación del calor específico de los cuerpos y los sistemas físicos. En el presente documento encontrará el desarrollo del trabajo colaborativo de la materia Fluidos y Termodinámica, de la carrera de ingeniería industrial del Politécnico gran colombiano, en el cual se encuentra el desarrollo del trabajo colaborativo Calorimetría, que nos piden resolver, aplicando las herramientas y los conocimientos adquiridos durante el proceso de formación. Las técnicas y equipos empleados en calorimetría dependen de la naturaleza del proceso que se estudia. Generalmente se utilizan calorímetros, los cuales son empleados en trabajos muy exactos con buenas precisiones.

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2.OBJETIVOS

2.1.

OBJETIVO GENERAL

Trabajar y participar activamente en el desarrollo de las distintas actividades utilizando un simulador “educaplus” para detallar la reacción de distintos solidos a distinta temperatura, con el fin de observar su comportamiento. 2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS  Determinar el método de acción experimental más eficiente para la optimalización del experimento.  Reconocer las diferentes relaciones, que se diferencien por cada sólido y temperatura que apliquemos.  Identificar las variables, logrando reconocer los comportamientos y cambios según la física y la termodinámica.

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Resumen A continuación, se presenta la compilación de las participaciones del foro llevado a cabo durante el curso de FLUIDOS Y TERMODINAMICA. Dichos aportes fueron previamente escogidos, debatidos y organizados por los participantes para hacer entrega final de este trabajo.

3. Análisis de Datos y Cumplimiento de Objetivo SEM 4 Y 5 SEMANA 4 Luego de la fase individual donde cada integrante del grupo armo 12 configuraciones diferentes variando la masa y la temperatura del agua y del sólido, se realizó una tabla con el propósito de comparar los resultados del 𝑐𝑝 para cada sólido.

TABLA1.1Tabla de promedio c.

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2.

Compare nuevamente los resultados entre las configuraciones de un mismo sólido. ¿Son iguales?, ¿Varían? ¿De qué depende? Justifique su respuesta en el foro.

Realizando un análisis comparativo con cada uno de los resultados obtenidos por cada uno de los integrantes del grupo se observa que los valores de calor específico de cada solido son muy similares, con un rango de error mínimo, este depende del valor de la temperatura que se le aplica a la masa de los sólidos y el agua. por lo que están directamente relacionados con el tipo de sólido y con la cantidad de temperatura que fue aplicada a la masa del sólido y el agua. En conclusión, el valor del calor específico de un mismo solido no tiene grandes desigualdades, variando una mínima parte.

3. ¿Qué solido tiene el Cp. más alto? Que significa que un material tenga una capacidad calorífica más alta o más baja en términos de transferencia de calor.

El (Calor Especifico) más alto es el sólido (F), esta capacidad depende de la naturaleza y composición de este, la transferencia de energía entre los cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Resaltando que este flujo de energía siempre se transfiere desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos logran alcanzar el equilibrio térmico que refuta en la Ley Cero del principio de termodinámica.

4.Con base en la tabla obtenida en el punto 1 de esta fase grupal, calcule el error estadístico del calor específico promedio de cada sólido estudiado usando los métodos previamente explicados. ¿considerando el intervalo [𝑥̅ − 3𝜇, 𝑥̅ + 3𝜇] es necesario descartar valores en cada caso?, ¿Considera que debe ser usado el factor de corrección t de Student en cada caso? Apóyese en el material que está en el ANEXO 1, (al final de este documento). Justifique sus respuestas. Luego consigne los resultados en una tabla como la siguiente:

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Tabla1.2Error estadístico del calor específico promedio de cada sólido. Se utilizó la herramienta Excel considerando el intervalo mencionado en el enunciado, si se utiliza el factor de corrección t de Student con N10 (número de datos son pequeños) da el 95% del nivel de confianza indicado en la tabla del trabajo colaborativo.

5. De acuerdo a los valores del cociente 𝜇𝑥̅⁄ obtenidos en cada caso, ¿Qué puede decir de la calidad del proceso de medición? la calidad es alta porque los coeficientes son pequeños en todas las columnas de los cp. destacando el cp. del solido E 0,012.

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SEMANA 5

1.Se consideraron los siguientes datos:

Tabla 1.3 Datos suministrados para la realización del ejercicio 2.Cuando estos dos metales están en contacto ¿qué puede suceder? discuta con sus compañeros en el foro cada preposición y justifique la respuesta a) El calor fluirá del Al al Cu debido a que el Al tiene un calor especifico mayor. b) El calor fluirá del Cu al Al debido a que el Cu tiene mayor masa. c) El calor fluirá del Cu al Al debido a que el Cu tiene una capacidad calorífica mayor RESPUESTA CORRECTA C

Remplazamos

Preposición verdadera ya que indica que el calor fluye del Cu al Al. d) El calor no fluirá hacia ninguna dirección.

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1. Explique la utilidad de calcular el calor especifico de un material o una sustancia a nivel industrial o a nivel ambiental. Cite al menos tres ejemplos reales y qué implicaciones tendría esto a nivel beneficio/costo de un proceso. Discuta con sus compañeros en el foro y justifique la respuesta. La importancia de calcular el calor especifico de una sustancia o material a nivel industrial es muy importante porque con ese dato podemos analizar cuanta energía absorbe a través del calor de una sustancia o un material haciendo múltiples pruebas como destilación, balance de materia y energía, generadores de vapor, evaporación y procesos de separación De esta manera se puede deducir si es factible aplicar x material al realizar un proceso productivo.

EJEMPLO 1: proceso de soldadura TIG se establece un arco eléctrico de un electrodo de tungsteno y la pieza a soldar , usando un gas para protección , se aplica aporte costo : corriente (energía) constante con accesorios , beneficios : trabajos delicados y de alta precisión , libre de contaminación y deformaciones . EJEMPLO 2: Separación de muestras homogéneas por evaporación: En este proceso se busca evaporar las sustancias más volátiles en una mezcla homogénea por medio de la evaporación de estas, así que cada sustancia, al conocer su calor especifico, se podrá conocer el calor a suministrar para evitar la evaporación de sustancias indeseadas, ya que por medio de esto se evaporaran las sustancias con menor punto de ebullición. EJEMPLO 3: El calor específico del hierro es 0,444 J/ºC·g. Al ser menor que el del aluminio, significa que opone menos resistencia al calentarse; es decir, ante un fuego una pieza de hierro se pondrá al rojo vivo mucho antes que una pieza del aluminio. al oponerse más al calentamiento, mantiene los alimentos calientes por más tiempo cuando se utiliza el famoso papel aluminio para envolver los refrigerios. 4.Si usted fuera el ingeniero de una planta industrial y en uno de los procesos se requiere calentar un fluido con intercambiador de calor (vea la sección de dispositivos de ingeniera semana 6), usted utilizaría agua o aceite mineral para calentarlo. Qué criterio técnico utilizaría. Discuta con sus compañeros en el foro y justifique la respuesta.

Por decisión unánime el grupo usaría el aceite mineral ya que este líquido puede soportar altas temperaturas y su punto de ebullición es más alto a comparación del agua. Los aceites

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minerales pueden alcanzar una temperatura de hasta 300 grados sin la necesidad de aumentar la presión Mientras que el agua en promedio puede llegar hasta los 100 grados Celsius. También lo eligiera porque este esté es más fácil determinar el nivel de impurezas presentes en el aceite por su color.

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4.CONLUSIONES  El incremento de temperatura de los cuerpos cuando se calientan es directamente proporcional a la energía suministrada.  Se concluyó que, si se ponen dos cuerpos en contacto a distinta temperatura, se producirá una “pérdida de calor” del cuerpo; a mayor temperatura (o más caliente) y una “ganancia de calor” del cuerpo, a menor temperatura (o más frio); esto es lo que se expresa en el principio de conservación de la energía. Si los dos cuerpos tienen la misma temperatura, no habrá perdida ni ganancia de calor.

 Los sólidos con masa iguales, de distinta naturaleza e igual temperatura, almacenan distinta cantidad de calor. Por lo tanto, las variables que afectan la capacidad calorífica se encuentran en la temperatura, la composición y estado de la sustancia estudiada.

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5.BIBLIOGRAFIA CampusvirtualPolitecnicoGrancolombiano/Poli.instructure.com/https://poli.instructure.com/g roups/157243/discussion_topics/154843