CBF211L pract 10 (transfomación adiabática) PDF

Preview

Summary

transformacion...

Description

CBF 211L. Lab. de Física Mecánica I I

VIRTUAL

Instituto Tecnológico de Santo Domingo Área de Ciencias Básicas

10

ALUMNO: ID:

TRANSFORMACIÓN ADIABÁTICA

1.- Objetivo.  Cálculo de la variación de energía interna de un gas en una transformación adiabática. 2.- Introducción. Se denomina proceso adiabático cuando una transformación se realiza sin que el sistema intercambie calor con el exterior. La primera ley de la termodinámica ∆ U =∆ Q−∆ W

indica que, si el proceso es adiabático, al ser variación de la energía interna.

∆ Q=0 , todo el trabajo se transforma en

Obviamente, si la transformación implica el no intercambio de calor con el exterior, nos lleva a saber que durante la transformación cambia la temperatura del sistema con lo cual la transformación, en una representación gráfica es del tipo:

Trasformación adiabática. Sears-Zemansky, Física Universitaria, Vol 1 (edición 12)

VIRTUAL

CBF 211L. Lab. de Física Mecánica I I

3.- Equipo. Simulación: https://www.thephysicsaviary.com/Physics/Programs/Labs/GasInBox/

La simulación permite cambiar el volumen, la temperatura del ambiente, hacer que el sistema este aislado térmicamente del medio como no estarlo, y permite modificar los gases que contiene

4.- Procedimiento. Trabajar con el gas Neón y antes de iniciar, tomar nota de las especificaciones del gas con el que van a trabajar: masa atómica, velocidad media, presión ambiental y número de moles. Nota: Cada vez que se inicia a correr la simulación pue cambiar los valores. Iniciemos desde el fondo del recipiente con la condición que el sistema esté térmicamente aislado a fin de que no haya intercambio de calor. Fijar como medida de compresión 0.30 m cada vez y tomar nota como cambia la presión, el volumen y la temperatura y llenar con esos datos la siguiente tabla: ADIABATICA (azul) 35 P (kPa) 40 V (m3) T (K)

45

60

70

90

115

180

3.3

3

2.7

2.4

2.1

1.8

1.5

1.2

240

250

260

295

310

350

400

450

ISOTERMA I (naranja) 3 V (m3) 3.3

2.7

2.4

2.1

1.8

1.5

1.2

VIRTUAL

CBF 211L. Lab. de Física Mecánica I I P (kPa) 45 T (K)

50 300

55 300

65 300

70 300

80 300

100 300

120 300

300

ISOTERMA II (gris) V (m3) 3.3 P (kPa) 60 T(k) 400

3

2.7

2.4

2.1

1.8

1.5

1.2

65 400

70 400

80 400

95 400

110 400

130 400

180 400

NOTA: Fueron plasmadas ambas tablas isotérmicas, para referencia de donde sale las gráficas que acompañan la adiabática en la gráfica mostrada más abajo.

Con los datos realizar una gráfica de la presión en función del volumen y realizar el ajuste por mínimos cuadrados. Con fines académicos trazar la isoterma que pasa por las condición inicial (P b, Vb) y la isoterma que pasa por la condición final (Pa, Va). Mostrar la gráfica con las tres curvas y sus respectivas ecuaciones. P (kPa)

Linear (P (kPa)) Linear (P (kPa)) Linear (P (kPa))

P (kPa) Grafica Presion vs Volumen P (kPa)

200 180 160 f(x) = − 51.59 x + 214.82 f(x) = − 60.91 x + 216.43

140 120 100

f(x) = − 33.93 x + 149.46

80 60 40 20 0 1

1.5

2

2.5

3

3.5

Determinar la variación de la energía interna mediante el cálculo del área bajo la curva de la adiabática y compararla con el valor del trabajo mostrado por la simulación. El valor mostrado en la simulación es equivalente considerando un porcentaje de error práctico. Se mostrara abajo la comparación y como fue calculado. Teniendo en cuenta el valor teórico de 11.6 KJ.

CBF 211L. Lab. de Física Mecánica I I

VIRTUAL

Mostrar detalladamente los cálculos realizados para determinar el área bajo la curva de la adiabática. Para calcular el área bajo la curva de la adiabática, tuvimos que calcular dos partes de la figura que nos da. Esta figura asemeja lo que es un trapecio y fue calculado sumando las áreas de un rectángulo y un triángulo formado. AREA DEL TRIANGULO (B∗A) 2 (0.9)(110) 2 99 2 A= 49.5

AREA DEL RECTANGULO A = (Base)*(Altura) A = (0.9)*(70) A = 63 AREA TOTAL Area1 + Area2 -> (49.5) + (63) A t = 112.5 /10 A t = 11.25

Conclusiones. El resultado final nos indica la relación teórica y práctica. La grafica adiabática representa una variación en el calor, a diferencia de las isotermas y esto produce en cuanto al sistema, que esta entrega su energía para producir un trabajo, que fue nuestro resultado final....