Laboratorio 1 Sistema Termodinámico y Alrededores PDF

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICALICENCIAURA EN INGENIERÍA MECÁNICALABORATORIO DE TERMODINAMICA IEstudiante: José Delgado 8-936-Instructor: Ericka VasquezLaboratorio #grupo: 1IM-Primer semestre de 2020UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁFACULTAD DE INGENIERÍA MECÁINICADEP...

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA LICENCIAURA EN INGENIERÍA MECÁNICA LABORATORIO DE TERMODINAMICA I

Estudiante: José Delgado 8-936-2368

Instructor: Ericka Vasquez

Laboratorio #5

grupo: 1IM-132

Primer semestre de 2020

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁINICA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y AMBIENTE GUÍA DE LABORATORIO Curso: Termodinámica I Laboratorio Sistema Termodinámico y Alrededores Objetivo General: Adquirir destreza en el planteamiento preliminar a un análisis termodinámico Objetivos Específicos (1) Identificar el sistema termodinámico, sus fronteras y su entorno (2) Determinar el tipo de modelado requerido en cada caso. METAS: El estudiante debe ser capaz de: 1. Identificar un sistema termodinámico, fronteras y entorno 2. Hacer un análisis termodinámico 3. Saber utilizar los conceptos de sistema cerrado, masa de control, sistema abierto y cerrado. Contenidos Principales: Se revisarán los siguientes conceptos: (1) Sistema termodinámico, alrededores y fronteras (2) Sistema cerrado o masa de control y sistema abierto o volumen de control Organización de los grupos de trabajo: Los estudiantes trabajarán en subgrupos de 3 a 5 aproximadamente, y confeccionarán el borrador de la experiencia realizada. Los resultados de cada subgrupo se discuten al final con todos los grupos. Metodología Y Procedimiento: Metodología: Esta sesión de laboratorio consiste en una práctica en la cual se le plantearan al estudiante diferentes situaciones en la que se requiere hacer un análisis termodinámico. Los estudiantes analizaran y discutirán cada situación de acuerdo a los estudiado en clases y responderán según se describe en el procedimiento. El cuestionario deberá ser entregado al profesor una vez terminada la sesión.

Procedimiento: Estudie detenidamente cada figura sugerida. Lea cuidadosamente la pregunta relacionada a cada caso. Seleccione de acuerdo a la pregunta el sistema termodinámico, los alrededores del sistema y sus fronteras e indique si el análisis se realiza bajo el supuesto de una masa de control o de un volumen de control. NO responda la pregunta. Caso I. 1.1 ¿Cuándo se enfría la comida? Sistema Termodinámico: Sistema abierto Alrededores del sistema: 1. El aire a 60°C y 30°C. 2. El interior de la nevera. 3. El piso y las paredes de la cocina. Fronteras: 1. Cilindro de la olla. 2. Fondo de la olla. 3. Interacción entre el aire y la comida. Modelo utilizado para el análisis: Masa de control.

1.2. ¿La temperatura de 6ºC podría incrementarse hasta 10ºC? Sistema Termodinámico: Sistema abierto.

Alrededores del sistema: 1. Aire a 30°C. 2. Paredes de la habitación. 3. Piso de la habitación.

Fronteras: 1. Paredes interiores de la nevera. 2. Puerta de la nevera. 3. Superficie inferior y superior de la olla.

Modelo utilizado para el análisis: Masa de control

Caso 2. 2.1 ¿Se expandirá o contraerá el hierro al transferirse la energía? Sistema Termodinámico: Sistema cerrado. Alrededores del sistema: 1. Agua. 2. Caja. 3. Aire a 20°C en el exterior de la caja. Fronteras: 1. Interacción entre el hierro el agua y las paredes de la caja. 2. Interacción entre el hierro y el agua. 3. Paredes de la caja.

Modelo utilizado para el análisis: Masa de control.

2.2 ¿En cuánto tiempo la temperatura de 30ºC se incrementa a 35ºC? Sistema Termodinámico: Sistema cerrado

Alrededores del sistema: 1. Agua. 2. Paredes de la caja. 3. Aire del exterior de la caja.

Fronteras: 1. Interacción entre el hierro el agua y las paredes de la caja. 2. Interacción entre el hierro y el agua. 3. Paredes de la caja. Modelo utilizado para el análisis: Masa de control. 2.3 ¿En cuánto tiempo la temperatura de 350ºC, disminuye a 5ºC? Sistema Termodinámico: Sistema cerrado Alrededores del sistema: 1. Aire en el exterior de la caja. 2. Agua. 3. Paredes de la caja. Fronteras: 1. Interacción entre el agua y el hierro. 2. Interacción entre el cambio de temperatura del agua y el hierro. 3. Interacción entre el cambio de temperatura del agua el hierro y el aire del exterior. Modelo utilizado para el análisis: Sistema cerrado.

Caso 3: 3.1 ¿Se derretirá el hielo? Sistema Termodinámico: Sistema abierto. Alrededores del sistema: 1. Mesa. 2. Aire a 18°C. 3. Mesa. Fronteras: 1.

Interacción

entre el aire y el bloque de hielo. 2. Interacción entre el bloque de hielo y la mesa. 3. Interacción entre la temperatura del aire y la temperatura del bloque de hielo. Modelo utilizado para el análisis: Sistema abierto. 3.2 ¿Se enfriará la mesa? Sistema Termodinámico: Sistema abierto. Alrededores del sistema: 1. Mesa. 2. Aire a 18°C. 3. Mantel. Fronteras: 1. Superficie de la mesa. 2. Interacción entre el bloque de hielo y la mesa. 3. Interacción entre el bloque de hielo el mantel y la mesa. Modelo utilizado para el análisis: Sistema abierto.

Conclusión Un sistema termodinámico es cualquier comportamiento en nuestras vidas cotidianas en el que se de un intercambio de energía en forma de calor; intercambio en cual se vera afectado por las condiciones a la que este esté sometido, en las cuales su principal fuente de cambio del comportamiento son sus fronteras y en una menor medida los alrededores donde este el sistema. Para el análisis de estos, es necesaria una buena comprensión y manejo teórico de los distintos tipos de sistemas termodinámicos ya que cada uno posee características de comportamiento diferentes, las cuales nos permitirán clasificar y estudiar un sistema, permitiéndonos incluso clasificarlos por simple observación....