Capacidad Calorífica.docx

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS QUÍMICO FARMACÉUTICO INDUSTRIAL DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA Lab. Fisicoquímica

Capacidad Calorífica

Equipo: 1

Integrantes: Arzate Guillen Adriana Lizeth Espinoza Aguilar Diana Leyva Tecuapetla Ismael

Grupo: 3FV2

INTRODUCCION En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina proceso isotérmico. El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en contacto permanente con un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco caliente. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W. Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante. El coeficiente de dilatación adiabática es la razón entre la capacidad calorífica a presión constante (CP) y la capacidad calorífica a volumen constante(CV). La expansión adiabática de un gas es el cambio en la energía interna y está relacionada con el trabajo desarrollado por el gas.

Si la energía interna es función de la temperatura se escribe que:

E igualando obtenemos que:

Integrando ambos miembros de la ecuación

Y sabiendo que:

Se obtendrá la siguiente ecuación que nos ayudará a calcular el coeficiente de dilatación adiabática

Tomando esto en función de un gas ideal:

Y sustituyendo en la fórmula anterior en términos de

Como es un gas ideal se cumple que:

De la gráfica de relación Presión contra volumen, podemos observar que:

Por lo que la ecuación queda de la siguiente forma:

Reordenando

El coeficiente adiabático (γ) es la relación existente entre la capacidad calorífica a presión constante (CP) y la capacidad calorífica a volumen constante(CV).

Por tanto:

OBJETIVOS     

Comprender un proceso adiabático y uno isocórico. Utilizar una técnica indirecta para calcular capacidades caloríficas a presión y volumen constantes Determinar la relación de capacidades caloríficas, conocida como coeficiente adiabático (y) para un gas Evaluar la eficiencia de la técnica en base a sus resultados experimentales Aplicar la validez de un proceso reversible

RESULTADOS EXPERIMENTALES

P1 43 - 6.5 = 36.5 45 – 3 = 42 32.5 – 16 = 16.5 38 – 10.5 = 27.5

P2 28 – 19.5 = 8.5 28 – 19.5 = 8.5 39 – 9.5 = 29.5 30 – 18.8 = 11.2

NOTA: Graficas entregadas al profesor en clase.

P3 6.5 + 8.5 = 15 3 + 8.5 = 11.5 9.5 + 16.5 = 26 10.5 + 11.2 = 21.7

CUESTIONARIO DISCUSION La capacidad calorífica es la propiedad que tienen los cuerpos para absorber energía en forma de calor, así, por ejemplo, si añadimos la misma cantidad de calor, durante la misma cantidad de tiempo a la misma masa de dos sustancias diferentes. CONCLUSION BIBLIOGRAFIA C. J. Geankoplis. “Procesos de transporte y operaciones unitarias” 3ra edición. Ed.: CECSA. Minnesota (1998). Pp.: 178 y 179 Sara Aldobe. “Química I Fundamentos” Ed.: Colihue. Buenos Aires (2008). Pp.: 154 -156.