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Universidad tecnológica de panamáFacultad de ingeniería mecánicaLaboratorio de termodinámicaLab. #3 Identificación de estados en diagramasP-vs- v y T-vs- v del AguaFecha de entrega: 12/05/Presentado por:Nombre: Castillero, Luis Cedula: 8-889-Nombre: Melany medina Cedula: 8-944-Nombre: Jaime Fung Ced...

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Universidad tecnológica de panamá Facultad de ingeniería mecánica Laboratorio de termodinámica Lab. #3 Identificación de estados en diagramas P-vs- v y T-vs- v del Agua Fecha de entrega: 12/05/2020 Presentado por: Nombre: Castillero, Luis

Cedula: 8-889-2051

Nombre: Melany medina

Cedula: 8-944-2360

Nombre: Jaime Fung

Cedula: 8-918-1396

 Introducción Un estado termodinámico es un conjunto de valores de propiedades de un sistema termodinámico que deben ser especificados para poder reproducir el sistema. Los parámetros individuales se conocen como variables de estado, parámetros de estado o variables termodinámicas. Las funciones de estado describen la condición momentánea de un sistema termodinámico. Indiferentemente del camino que siga el sistema para ir de un estado a otro, el cambio total de cualquier variable de estado será el mismo. Esto significa que los cambios incrementales en dichas variables son diferenciales exactas. Algunos ejemplos de función de estado son la entalpía, la entropía, la presión, la temperatura, el volumen, etc.

 Desarrollo de la experiencia Procedimiento:

1. Abrir el software TermoGraf V5.7. El instructor le dará indicaciones de configuración y uso del software requeridas.

2. Completar la Tabla N°1 que contiene ciertas propiedades del agua en distintos estados, todas ellas expresadas en unidades del sistema internacional. Utilice sus tablas de propiedades del agua. Adicionalmente, obtenga la tabla de propiedades de estos estados, dada por el software TermoGraf V5.7

Tabla N°1. Datos de propiedades de los estados a estudiar, en unidades del sistema internacional

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región vapor saturado Saturación Saturación Vapor saturado Saturación Vapor saturado liquido

P(kPa) 12500 5945.17 3000 4420 8100.36 8100 9000

T (°C) 327.90 275 233.857 275.272 295.90 333.27 233.86

v (m3/kg) 0.013491 0.0135 0.008183 0.0484 0.001995 0.027824 0.001211

x (%)

10.644 2.782

1. Repetir los pasos 1-3 utilizando los datos de la Tabla N°2, trabajando con unidades en el sistema inglés. Tabla N°2. Datos propiedades de los estados a estudiar, en unidades del sistema ingles

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región

P(psia)

T (°F)

v (†t3/lbm)

x (%)

Vapor saturado saturación liquido saturación Vapor saturado saturación Saturación

750 615.4 0.74952 1192.47 566.50 0.36483 100 1000 450 0.019373 1430.01 589.98 0.20426 66.94 1430 621.599 0.3299 749.974 510.91 0.3648 300 417.348 0.2042 El estado 4 el TermoGraf da un error con v = 0.2043 así que se cambio al valor sin redondear de 0.20426

Tablas hechas por medio de interpolación manual

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región Vapor saturado Saturación liquido saturación Vapor saturado saturación saturación

P(psia) 750 1193.48

1000 1248.92

1430 750.30

300

T (°F) 615.4 566.50 450 579.511 618.0

510.91 417.35

v (†t3/lbm) 0.883315 0.365294 0.019347

0.20426 0.3299 0.3648 0.2042

x (%) 100 66.94

 Análisis de resultados Si comparamos las tablas en el sistema inglés:

Tabla N°2. Por medio de TermoGraf

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región

P(psia)

T (°F)

v (†t3/lbm)

x (%)

Vapor saturado saturación liquido saturación Vapor saturado saturación Saturación

750 615.4 0.74952 1192.47 566.50 0.36483 100 1000 450 0.019373 1430.01 589.98 0.20426 66.94 1430 621.599 0.3299 749.974 510.91 0.3648 300 417.348 0.2042 El estado 4 el TermoGraf da un error con v = 0.2043 así que se cambió al valor sin redondear de 0.20426

Tabla Nº2. Por medio de interpolación manual

Estad o 1 2 3 4 5 6 7

Región Vapor saturado Saturación liquido saturación Vapor saturado saturación saturación

Sistema internacional estados

P(psia) 750 1193.48

1000 1248.92

1430 750.30

300

T (°F) 615.4 566.50 450 579.511 618.0

510.91 417.35

v (†t3/lbm) 0.883315 0.365294 0.019347

0.20426 0.3299 0.3648 0.2042

x (%) 100 66.94

Grafica T vs V

Grafica P vs V

Sistema ingles estados

Grafica T vs V

Grafica P vs V

Análisis: 1.

¿Los valores obtenidos con las tablas de propiedades son similares a los obtenidos mediante TermoGraf V5.7? Explique las posibles causas de las diferencias en caso de encontrarlas y calcule un porcentaje de error promedio entre datos calculados con las tablas y con el software.

2.

Identificar todas las combinaciones de estados que representen (aunque sea de manera aproximada) procesos isotérmicos, isobáricos e isocóricos. Márquelas en los diagramas obtenidos, utilizando las herramientas disponibles en TermoGraf V5.7

R/

Ilustración 1: Isobaras para la tabla 1

Ilustración 2: Isobaras de la tabla 2

Ilustración 3: Isotermas para la tabla 1

Ilustración 4: Isotermas para tabla 2

Ilustración 5: Isócoros de la tabla 1

Ilustración 6: Isócoros de la tabla 2

3.

Atendiendo a lo que nos indica el Postulado de Estado, ¿Los estados en que se da una propiedad específica y la calidad de la sustancia cumplen con dicho Postulado? Explique.

R/ El Postulado del Estado claramente dice que se requieren dos propiedades específicas que sean independientes para así fijar el estado. Estas son independientes de manera en que ambas sean independientes. Si una es dependiente, esto no aplicaría si una de ellas es dependiente. En este caso, tanto la propiedad específica y la calidad de la sustancia pueden ser constantes, por lo tanto, aplica con el postulado del estado.

 Conclusión El programa de TermoGraf es una herramienta que nos facilita el análisis y la explicación en termodinámica, ya que nos permite la realización de graficas y ver los estados de una manera accesible. En esta experiencia comparamos los porcentajes de error y diferencias que puede tener TermoGraf a comparación de hacer los cálculos uno mismo y también se vio lo fácil que es la creación de graficas con líneas de comportamiento que ayudan a su mayor entendimiento.

 Referencias 1. Planas, O. (2020). Estado termodinámico | Sistema termodinámico. Retrieved 12 May 2020, from https://solar-energia.net/termodinamica/sistema-termodinamico/estadotermodinamico. 2. Çengel, Y., Boles, M., 2008, TERMODINÁMICA, Sexta Edición, McGraw-Hill....