Diseño y construcción de un sistema de vacío, para prácticas de laboratorio de termodinámica en la Universidad Internacional SEK, QUITO, AÑO 2013 – 2014

Abstract

La termodinámica es la rama de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía en forma de calor o trabajo, para facilitar su compresión y estudio se diseñó y construyó un sistema cerrado con la capacidad de aislar una determinada cantidad de agua destilada (sustancia pura) con respecto al ambiente. De esta manera mediante la manipulación de dos variables dependientes, se pudo obtener la curva de saturación dentro de los rangos establecidos y sus correspondientes propiedades termodinámicas básicas (volumen específico, energía interna, entropía y entalpía). El proceso consiste en establecer una presión inferior a la del ambiente y suministrar calor a la sustancia hasta alcanzar su punto de ebullición, que corresponde a la temperatura en la cual la presión de vapor del líquido iguala la presión dentro del sistema. A medida que la temperatura se estabiliza, se suministra presión al sistema mediante la válvula de veteo y se registra la presión a la que la temperatura vuelve a estabilizarse. A partir de estos datos de temperatura y presión se pudo obtener una fracción del diagrama de saturación de agua. Una vez validado los datos obtenidos con los presentados en otras investigaciones, se procedió al cálculo de las propiedades termodinámicas básicas mencionadas anteriormente, teniendo en cuenta que los valores obtenidos en esta investigación corresponden a datos experimentales a escala de laboratorio.

Thermodynamics is the branch of physics that studies the processes in which energy is transferred in the form of heat or work, to facilitate its understanding and study, a closed system with the capacity to isolate a certain amount of distilled water was designed and built ( pure substance) with respect to the environment. In this way, by manipulating two dependent variables, it was possible to obtain the saturation curve within the established ranges and their corresponding basic thermodynamic properties (specific volume, internal energy, entropy and enthalpy). The process consists of establishing a pressure lower than that of the environment and supplying heat to the substance until it reaches its boiling point, which corresponds to the temperature at which the vapor pressure of the liquid equals the pressure within the system. As the temperature stabilizes, pressure is supplied to the system through the vein valve and the pressure at which the temperature stabilizes again is recorded. From these temperature and pressure data it was possible to obtain a fraction of the water saturation diagram. Once validated the data obtained with those presented in other investigations, we proceeded to calculate the basic thermodynamic properties mentioned above, taking into account that the values ​​obtained in this investigation correspond to experimental data at laboratory scale.