experimento carro a vapor proyecto final del curso fuerza motriz

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CARRO DE VAPOR
Curso : Fuerza Motriz.
Profesor : Ricardo Seminario Vázquez.
Alumnos : Seminario Beltrán Edwin.
Matías Acedo Edwin.
Silva Ancajima Emilio.
-2014-

2. CARROAVAPOR
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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Es evidente que para hacer hervir el agua de la caldera del carro se necesita un
combustible y si se usa madera o carbón, la contaminación no se vería reducida y el
problema ambiental seguiría como tal. Éste experimento no pretende ser un prototipo
de un carro con nuevas tecnologías que permitan el funcionamiento de un motor
empleando combustibles ecológicos. Sino mostrar a través de una sencilla aplicación
de la Primera Ley De La Termodinámica, la realización de una caldera necesarios para
el desplazamiento del carro.
2. JUSTIFICACIÓN
Este proyecto en el que todos ponemos empeño, por medio de investigaciones que se
han realizado se ha podido experimentar que un carro puede ser movido por vapor,
para esto se necesita de un envase en donde se hace un agujero, después ponemos
una cantidad de agua, y tapamos el agujero para que exista presión, para que
después de ser calentado el envase y el agua se transforme en vapor sea expulsado
el tapón, empujándole al carro una cierta distancia, y podemos demostrar la “ primera
ley de la termodinámica ”.
3. OBJETIVO
El objetivo es mostrar el movimiento de un carro a partir de la ebullición de agua en
una caldera, basando dicho funcionamiento en la primera ley de la termodinámica.
4. OBJETIVO ESPECIFICO
El objetivo específico es hacer mover el carro a una gran distancia en adelante en
dirección recta con vapor. Vapor que se genera al calentarse el agua que se encuentra
en el interior de un recipiente de metal, en el recipiente existe un agujero por donde
sale el vapor, impulsando al vehículo.
5. MARCO TEÓRICO
El “Carro de Vapor” fue una máquina construida por Newton en el año 1670. Una
simple caldera montada sobre cuatro ruedas, la cual se desplazaba debido a la
reacción que sobre el aire ejercía un chorro de vapor a presión.
La posibilidad de la propulsión por reacción ha sido, teórica y prácticamente probada,
siendo de notar que, fundada en este principio, funcionaba la eólica de Herón el año
130 A.C.
En el año 1771 apareció en Francia un carro automóvil a vapor, que fue construido por
Joseph Cugnot, el cual es conservado todavía en uno de los museos de Paris.

3. CARROAVAPOR
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Han seguido otros inventores haciendo experimentos, pero la vida propiamente dicha
del automóvil, no dio principio hasta que le fue aplicado el motor de combustión
interna, siendo Gottlieb Daimler quien construyo el primero.
Desde aquel momento se buscó el perfeccionamiento del motor a gasolina, pues fue
advertida seguidamente la ventaja de esta clase de fuerza motriz sobre la producida a
vapor.
Es de notar que en esos años de algarabía propia por la construcción de vehículos no
se pensó en las consecuencias que traería al medio ambiente la combustión de la
gasolina. Hoy podemos apreciar la contaminación del aire como una problemática
mundial por el uso excesivo de combustibles fósiles. ¿Por qué no retomar la idea de
Newton y construir un carro que expulse vapor de agua?
El carrito de éste experimento tiene una lata metálica que hace el papel de una
caldera, dentro de ella, el vapor producido al hervir el agua presiona en todas las
direcciones; pero mientras las presiones superior e inferior se equilibran entre sí, la
presión sobre la pared lateral no tiene presión contraria que la equilibre (puesto que
por este lado el vapor sale libremente) y empuja al carro hacia adelante.
6. MATERIALES
1 lata de refresco sin abrir
Algodón
Alcohol
Alambres
Fósforos
Palito de dientes
Aguja
Cooter
Alicate
Carrito de juguete
Jeringas
1 lata de leche
7. CONSTRUCCIÓN

4. CARROAVAPOR
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Sosteniendo la aguja de coser con un alicate, perforar la lata de refresco justo en la
parte posterior.
Luego se hacer el agujero, sacar el contenido de la tata con jeringas.
Amarrar la lata con los alambres como lo indica la figura. Y dejar dos puntas
suficientemente largas para sujetar la lata al carro de juguete.
Para el carro de juguete solo dejar toda la parte de las llantas.
Luego con las puntas que hemos dejado se procede a amarrar la lata con el
carro de juguete.
Pero teniendo en cuenta que el orificio este en la parte de atrás del carro.
Dejar espacio entre las llantas y la lata para colocar la caldera
Para hacer la caldera se cortara la lata de leche condensada por la mitad, lavar
la lata y colocar algodón bañado con alcohol.

5. CARROAVAPOR
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Con la jeringa introducir agua por el agujero. Se debe de llenar la mitad de la
lata
Luego cerrar el agujero con un palito de dientes
Prender la caldera.
Esperar 5 min y observar si el vapor sale por el palillo, eso es indicio que es
hora de retirar el palillo.
Y si lo retiramos saldrá así.
8. CONCLUSIONES
Al mover el carrito por medio de vapor nos permitió analizar la primera ley de la
termodinámica.
Antes de que saliera el vapor todo el calor (Q) que recibe el sistema (vapor de agua)
se utiliza para aumentar la energía interna (Q=∆U). Después de que sale el vapor el
sistema (gas) realiza trabajo (-W) sobre los alrededores (el carrito) a costa de la
disminución de su energía interna: ∆U= -W.
Los materiales usados se pudieron conseguir en la casa y con facilidad.