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8/17/2019 Fisicoquimica i Determinacion de Coeficiente Adiabatico
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CURSO:
FISICOQUIMICA I
PROFESOR:
Ing. Cesar Gutiérrez Cub
INTEGRANTES:
Ivette Pebes Cabrera i!iana Gutierrez "as#ue Ni$%e!! &i'enez (ua'an
An)ers%n Murgueiti%Estebes
*+,-A
/ETERMINACION /ECOEFICIENTE
A/IA0ATICO /E AIREEMPEAN/O E
OSCIA/OR /EFAMMERSFE/
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FISICOQUIMICA I
IN/ICE
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FISICOQUIMICA I
INTRO/UCCION
En este informe nos encargaremos de la determinación del coeciente
adiabático del aire a partir del periodo de oscilación de un cilindro osciladorde Flammersfeld! en el aire dentro de un tubo de "idrio de precisión#
Una masa oscila sobre un "olumen de gas en un tubo de "idrio de precisión#
$a oscilación se mantiene por%ue parte del gas escapa por una ranura & la
masa ba'a( pero "uel"e a ser empu'ada )acia arriba al "ol"er a ganar presión
el gas( %ue fue proporcionado por la bomba# Se puede determinar el
coeciente adiabático de diferentes gases midiendo la oscilación periódica#
Un gran n*mero de oscilaciones me'ora la precisión del resultado#
O0&ETI"OS
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• Determinar el coeficiente adiabático del aire usando el oscilador de gas tipo
Flammersfeld.
MARCO TEORICO
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FISICOQUIMICA I
Un proceso adiabático es a%uel en %ue el sistema no pierde ni gana calor# $aprimera le& de +ermodinámica con Q,- muestra %ue todos los cambios en laenerg.a interna están en forma de traba'o reali/ado# Esto pone una limitaciónal proceso del motor t0rmico %ue le lle"a a la condición adiabática mostradaaba'o# Esta condición se puede usar para deri"ar e1presiones del traba'o
reali/ado durante un proceso adiabático#
$a relación entre los calores espec.cos 2 , cp3c"( es un factor en ladeterminación de la "elocidad del sonido en un gas & otros procesosadiabáticos( as. como esta aplicación a los motores t0rmicos# Esta proporción2 , 4(55 para un gas monoatómico ideal & 2 , 4(6 para el aire( el cual espredominantemente un gas diatómico#
COEFICIENTE A/IA0ATICO /E AIRE:
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FISICOQUIMICA I
El coeciente de dilatación adiabática es la ra/ón entre la capacidad
calor.ca a presión constante ! & la capacidad calor.ca a "olumen
constante !# A "eces es tambi0n conocida como factor de e1pansión
isentrópica & ra/ón de calor espec.co( & se denota con la e1presión
gamma! o incluso 7appa!# El s.mbolo empleado como 7appa es el %ueaparece más frecuentemente en los libros de ingenier.a %u.mica antiguos &
es por esta ra/ón por la %ue se deduce %ue originariamente se empleaba
este#
8onde el "alor de es el capacidad calor.ca o capacidad calor.caespec.ca de un gas( los su'os & se reeren a las condiciones de
presión constante & de "olumen constante respecti"amente#
9ara comprender esta relación entre las $a1a$i)a)es $a!%r23$as a1resi4n 5 v%!u'en $%nstante se considera el siguiente e1perimento:
Un oscilador de masa ;m< oscila sobre un "olumen ;=< de gas en un tubo
de "idrio de precisión# El coeciente adiabático es determinado desde el
tiempo periódico de oscilación#
P= P L+mg
π r2
9 : 9resión interna del gas
P L : 9resión atmosf0rica
m: Masa del oscilador
r : >adio del oscilador
PV γ =Cte
https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gammahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kappahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Gammahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kappahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica_espec%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Gashttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica
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∆ P= Pγ ∆ V
V
∆ V =π r2 X
Ecuación diferencial del mo"imiento:
d2 X
dT 2+W
2=d2 X
d T 2+γ π
2r4 PX
mV =0
W =π r2
√ γP
mV =frecuenciaangular delmovimiento oscilatorio
T =2 π
W
8espe'amos γ <
γ =4mV
T 2 P r
4
TA0A /E COEFICIENTES A/IA06TICOS CON RESPECTO A ATEMPERATURA:
C%e3$iente )e )i!ata$i4n a)iab7ti$a 1ara )i8erentes gases4 ?
+emp# @as γ +emp# @as γ +emp# @as γ
4B4 C D? 4(G ?-- C Aire 4(HB ?- C O 4(6-
https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-2https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3n_adiab%C3%A1tica#cite_note-2
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FISICOQUIMICA I
seco
G5 C 4(6H 6-- C 4(HH ?- C ?O 4(H4
?- C 4(64 4--- C 4(H5 4B4 C?
4(6G
4-- C 4(6-6 ?--- C 4(-BB 4 C 4(6-
6-- C 4(HBG - C
CO?
4(H4- ?- C Cl? 4(H6
4--- C 4(HB ?- C 4(H- 44 C
CD6
4(64
?--- C 4(H4B 4-- C 4(?B4 G6 C 4(H
?- C De 4(55 6-- C 4(?H ?- C 4(H?
?- C
D?O
4(HH 4--- C 4(4 4 C DH 4(H4
4-- C 4(H?6 ?- C CO 4(6- 4 C e 4(56
?-- C 4(H4- 4B4 C
O?
4(6 4 C Je 4(55
4B- CAr
4(G5 G5 C 4(64 4 C Kr 4(5B
?- C 4(5G ?- C 4(6- 4 C SO? 4(?
- C
Aireseco
4(6-H 4-- C 4(H H5- C Dg 4(5G
?- C 4(6- ?-- C 4(HG 4 C C?D5 4(??
4-- C 4(6-4 6-- C 4(H6 45 C CHDB 4(4H
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PARTE E9PERIMENTA
Pas% ,:
9rimero armamos el sistema re%uerido en el laboratorio para poderdeterminar el coeciente adiabático de nuestro gas en este caso será el aire#
Pas% *:9ara nuestro siguiente paso utili/aremos un contador de re"oluciones uoscilaciones#
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C6CUOS
Formula a utili/ar:
PV γ =cte
8onde: γ =cp2
3c"
=, es el "olumen del gas en mH , 4#46 14-LH
M,masa del aire en Kg , 6#514-LH
>, el radio del embolo m , 5 14- LH
9, la presión en 9ascal
γ ,coeciente adiabatico
(AAN/O E PERIO/OT;
9ara eso calcularemos el tiempo promedio & lo di"idiremos entre la cantidadde oscilaciones
Cantidad de Tiempo
γ = 4.m .V
T 2
.P . r4
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oscilaciones
1 350 119.35
2 350 119.44
3 350 119.55
Calculando el tiempo promedio:
t =119.35+119.44+119.55
3
t 119.44!
Calculando el periodo:
Ttiempo promedio
cantidad nde oscilaciones
T119.447
350
T0.341
Calculando el coeciente adiabático:
γ = 4 x 4.6 x10
−3 x1.14 x 10
−3
0.3412
x 101325 x (6 x 10−3)4
γ =1.3737
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CONCUSIONES
• Obtu"imos el coeciente adiabático del aire( con los resultados
obtenidos en el oscilador de Flammersfeld#
RECOMEN/ACIONES
• Dacer el uso correcto del oscilador de Flammersfeld para obtener
me'ores resultados#• Dacer la prueba más de ? "eces para ma&or e1actitud#
• Asegurarse de )acer bien las mediciones de radio( masa#
0I0IOGRAFIA
• Fisico"u#mica$%ra & 'e(ine (ol. 1) "uinta edici*n.
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• +ttp:,,+-perp+-sics.p+-$astr.gsu.edu,+basees,t+ermo,adiab.+tml
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