MANUAL DE PRÁCTICAS PARA TERMODINÁMICA-enero 2012-

Manual de prácticas de Termodinámica 2012
Instituto Tecnológico de Mérida Página 1
SEP DGEST
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA
DEPARTAMENTO DE METAL-MECÁNICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS
BÁSICAS
INGENIERÍA MECÁNICA
MANUAL DE PRÁCTICAS DE
TERMODINÁMICA
Profesor:
Ing. Emiliano Alberto Canto Quintal
CURSO: enero – junio 2012
LABORATORIO DE FISICA I
“Ing. Enrique Cárdenas Pérez Abreu”
Mérida Yucatán a 30 de enero de 2012

INTRODUCCIÓN:
Objetivo del manual de prácticas.
El presente manual tiene como objetivo principal presentar y explicar las
prácticas de laboratorio relacionadas con los temas del programa de la
materia TERMODINÁMICA, de la carrera de Ingeniería Mecánica que se
imparte en el Instituto Tecnológico, están basadas para su realización en el
material y equipo didáctico que se encuentran en el Laboratorio de Física I,
“Ing. Enrique Cárdenas Pérez Abreu” del Departamento de Ciencias
Básicas.
Es una guía para la realización ágil de las prácticas extractadas del manual
original que incluye el equipo didáctico del Laboratorio de Física 1 y el
apoyo del personal encargado y responsables del mismo laboratorio; por el
cual se extiende un merecido reconocimiento.
La intención principal del
presente Manual de Prácticas es
que los estudiantes apliquen y
consoliden los conceptos básicos
de la Termodinámica, mediante la
realización de las prácticas
indicadas, comprobando y
evaluando, las propiedades de las
sustancias relacionadas con los
procesos termodinámicos reales,
también podrán adquirir la
habilidad de utilizar y aplicar los
equipos de laboratorio para un
objetivo académico especifico.
La cooperación del presente
Manual, es importante en la
formación integral del estudiante
de Ingeniería Mecánica, en un
profesional de excelencia para que
CON SU CONOCIMIENTO, GENERAR BIENESTAR HUMANO.
Profesor Ing. Emiliano Alberto Canto Quintal
Mérida, Yucatán a 30 de enero 2012

Reporte de prácticas
Es obligatorio elaborar el reporte técnico de cada una de las prácticas
realizadas. Los objetivos del reporte son de evaluar el aprovechamiento académico
del estudiante y la calidad de redacción de los mismos, la realización de los
reportes técnicos será una actividad necesaria y cotidiana en la vida profesional
del ingeniero, es uno de los puntos relevantes de aprender a realizarlos.
El formato del reporte es de tamaño carta, el contenido del mismo, en forma
general, debe incluir los incisos que se explican a continuación:
1.-Número y nombre de la práctica.
2.-Objetivo de la práctica.
Se debe explicar claramente cual es el objetivo principal y los específicos por los
cuales se realiza la práctica.
3.-Principios teóricos aplicados.
Se expondrá el marco teórico, los principios físicos o conocimientos que se
quieren reforzar y consolidar al realizar la práctica, son los conocimientos
aplicados para obtener los resultados deseados; incluirá los principios físicos y su
expresión matemática, correspondiente al tema sobre la práctica.
4.-Material, herramientas y equipo utilizado.
Enlistar el material utilizado, las herramientas empleadas y el equipo necesario para
realizar la práctica, en este inciso se incluirá el software que se llegará a emplear,
con sus especificaciones de cada elemento.
5.-Desarrollo o metodología de la práctica.
En este inciso deberá explicarse cómo se fue realizando la práctica; paso a paso,
desde el inicio hasta culminar con los resultados finales; también las dificultades o
fallas que se hayan presentado, y como se fueron resolviendo para continuar con la
práctica y llevarla a buen término, no se trata de copiar lo que se explica en el texto
de la práctica, sino como la realizaron.
6.-Diseño y construcción.
En el caso de que los objetivos de la práctica indiquen el diseño y construcción de
algún instrumento o dispositivo, se incluirá este inciso en el reporte, donde se
explicará los conceptos teóricos aplicados en el diseño con su justificación
matemática y como se llevo a cabo el proceso de construcción.

7.-Presentación de resultados.
Aquí se presentarán los valores de las mediciones y/o datos obtenidos durante el
desarrollo de la práctica, pueden ser presentados en tablas o gráficas o ambas; si
se utilizaron o fueron requeridos elaborar diagramas, incluirlos en este inciso,
ilustraciones con dibujos o fotografías.
8.-Cálculos y análisis de los resultados obtenidos.
Aquí se presentará el manejo y la interpretación matemática de los datos obtenidos
en la experimentación para obtener los resultados finales de la práctica, como
también se incluirá el análisis de los mismos.
9.-Análisis de costos.
Si para la realización de la práctica se incurre algún gasto para la adquisición de
material, herramienta o maquinar piezas requeridas para la construcción o rentar un
equipo; incluir el costo de la práctica, sino se conoce el costo dar un valor estimado
con especificaciones.
10.-Observaciones y conclusiones.
En este inciso el estudiante expresará las observaciones que considere sobre la
realización de la práctica, pueden ser cuestiones de seguridad, de metodología, de
propuestas para mejorar la práctica, etc. y concluirá determinando si la practica
cumplió con los objetivos trazados, los conocimientos reforzados y nuevos que
aprendió en la práctica y por último los beneficios que brinda la realización de la
práctica.
11.-Relación de figuras y fotografías del reporte.
Se enlistarán de acuerdo a su orden de aparición las figuras, fotografías, dibujos,
diagramas, Etc. Con su nombre y número de página donde estén ubicadas.
12.-Bibliografía.
Se enlistarán los textos, revistas, manuales que se hayan consultado para la realización de
la práctica y la elaboración del reporte.
Se pondrá los nombres del texto, autor, editorial y fecha de edición.
13.-Portada del reporte de las prácticas.
La portada de incluir los siguientes datos:
Logotipos de la SEP, Dirección General de Enseñanza Superior Tecnológica y del
Tecnológico de Mérida.
Departamento de Metal-Mecánica.
Laboratorio de Física.
Materia: Termodinámica.
Número y nombre de la práctica.
Nombres de los integrantes del equipo.
Nombre del profesor de la materia.
Fecha en que se realizó la práctica.
La estructura del contenido del reporte técnico no es rígida, si determinan una forma mejor
de realizar el reporte, tienen la libertad de hacerlo. Luego que el profesor revise los reportes
y en caso de indicar correcciones, los alumnos deberán corregir y al final del semestre se
entregarán todos los reportes técnicos de las prácticas en un CD.
Los reportes se entregarán semanalmente.

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
MÉRIDA
TERMOODINÁMICA
Practica 1
“Diseño y Construcción de un prototipo que recorra una distancia
determinada de forma autónoma”
Objetivo:
Diseñar y construir en equipo un prototipo de un artefacto móvil, que recorra de
forma autónoma una distancia indicada y que se aproxime lo máximo a un
precipicio sin caer en él.
Objetivos específicos:
 Realizar con los compañeros, un trabajo cooperativo.
 Practicar la planeación de una actividad determinada en equipo.
 Aprender de la actividad por si mismo.
 Capacidad para resolver satisfactoriamente conflictos
 Elaborar correctamente un reporte técnico de un proyecto.
 Presentación a los asistentes de la realización del trabajo y sus resultados.
 Trabajar coordinadamente en equipo con los compañeros.
 Elaborar un reporte técnico de la práctica.
 Reflexionar sobre lo realizado durante el desarrollo de la práctica
.
Descripción del proyecto:
Con el material que el instructor presenta, el equipo integrado por 3 alumnos,
deberán de diseñar y construir un prototipo, de forma y peso libre, pero no debe
exceder las aristas de un cubo de 20 cm, el prototipo debe de recorrer lo largo de la
mesa del laboratorio de física y deberá de detenerse en el punto más próximo a la
orilla contraria desde el punto donde inicia su carrera.
El éxito del proyecto dependerá de la posición final del prototipo.
Se podrán realizar 3 tiros. Siendo el último que decidan hacer, el definitivo.
El equipo decidirá si requiere del siguiente, pueden realizarse tiros de práctica pero
no cuentan sino se avisa al instructor o maestro.
Se integrarán equipos de a tres alumnos, que trabajaran durante todo el semestre.
No se permite empujar o jalar el prototipo, ni poner topes, pared o cuerda que lo
detenga. Solo se puede utilizar los materiales que el instructor les indique.
Es muy importante el diseño y la planeación del proyecto, la metodología que se va
a llevar como la dinámica del trabajo.

Deberán de trabajar en forma ordenada y organizada.
Un integrante del equipo llevará el tiempo que le dedique el grupo cada actividad.
Primero debe de ponerse el grupo de acuerdo con el diseño analizando el material
presentado y luego organizarse para realizarlo.
Reporte técnico de la práctica:
 Explicar ampliamente el objetivo.
 Como se llevo la planeación de la práctica.
 Como se organizaron para realizar mejor la práctica.
 Diseño inicial del proyecto, dibujo y explicación.
 Material utilizado, para la construcción del prototipo.
 Pruebas y correcciones o rediseños.
 Marco teórico que sustentan el diseño, los principios físicos que se
aplican.
 El desarrollo de la practica como se fue realizando la practica.
 Resultados obtenidos en las diferentes pruebas que se hicieron hasta la
final.
 Figuras, fotografías e ilustraciones.
 Prototipo construido y mejorado.
 Evaluación del prototipo.
 Indicar el tiempo que se empleo para cada actividad durante el desarrollo
de la práctica.
Reflexión - proceso grupal.
El grupo deberá responder las siguientes preguntas:
 Explicar 3 cosas que el equipo realizo bien
 Nombrar algo que el equipo pudo haberse realizado mejor y explicar
como hacerlo mejor.
 Mencionar 2 de las cosas que mas te gustaron al trabajar como equipo.
 Autoevaluación del trabajo realizado por el equipo.
 La distribución del tiempo empleado para cada actividad, fue el apropiado
y porque, o no fue así.
 Indicar cual fue la parte más importante del desarrollo de la práctica.
 Que calificación se pondría al trabajo del equipo por el desarrollo de la
práctica.
Reflexión individual del desarrollo de la práctica.
En forma individual responder cada de las siguientes preguntas:
1_ ¿Qué aprendiste en la práctica?
2_ ¿Como puedes aplicar lo prendido, en tu actividad de aprendizaje?
3_ ¿Que fue lo que más te intereso durante la práctica?
4_ ¿Qué cambiarias para mejorar el desarrollo de la práctica?
5_ ¿Qué calificación te pondrías por tu participación en la práctica?
Conclusiones y observaciones:

Para finalizar expresa las conclusiones y observaciones personales sobre la
práctica y su contenido, y lo que creas conveniente de expresar sobre la práctica y
la participación de los elementos del equipo.
Materiales probables a utilizar:
 Abate lenguas y/o maderas pequeñas.
 Ligas y /o hilos de diferentes tamaños.
 Globos
 Vasos de nieve seca y platos de nieve seca o de plásticos.
 Plastilina, masa y / o yeso.
 Hojas de papel y/o cartulina.
 Cucharas y tenedores de plástico.
 Escalas métricas.
 Clips o grapas con engrapadora.
 Otras que el instructor sugiera.
Ilustre el reporte con dibujos, esquemas y/o fotografías, procure aportar nuevas
observaciones y conclusiones sobre el desarrollo y resultados de la práctica.
Si el equipo formado para esta práctica, integrarán el equipo de trabajo para realizar
las prácticas durante el semestre, que se acuerden y dejen bien claro los puntos del
trabajo que realizaran durante el desarrollo de las prácticas del laboratorio, para
que al final todo toda la actividad del laboratorio sea mejor.
Recomendaciones y Normas a seguir:
 Sea respetuoso con sus compañeros e instructores.
 Deberá ser cuidadoso con el equipo didáctico que se utiliza,
 Mantener limpio el laboratorio.
 Al devolver el equipo ponerlo en el orden que se recibió.
 El equipo y laboratorio lo van utilizar los alumnos del siguiente semestre, es
obligación conservarlos en buen estado.
 No bromee, ni juegue durante la práctica, puede ocasionar accidentes.
 Gracias por seguir las recomendaciones y las normas.
 Leer detenidamente la práctica y organizarse con los elementos del equipo.
 Prestar atención a las instrucciones del maestro.
 El aprendizaje de las habilidades y conceptos que se realizan en el
laboratorio es muy importante para su preparación como ingenieros, no
desperdicies las oportunidades que se presentan.
 El recurso que nunca se recupera es el tiempo, aprovéchalo.
 Leer y respetar el reglamento interno del laboratorio de Física Ing. Enrique
Cárdenas Pérez Abreu.

LABORATORIO DE TERMODINÁMICA
Práctica # 2
Nombre de la Práctica: “Conocimientos de los equipos e Instrumentos a
utilizar en las prácticas de Laboratorio de Termodinámica”
Objetivo de la práctica.
Conocer los equipos, partes e instrumentos que integran los KITS que se utilizarán
en la realización de las prácticas durante el semestre, para obtener el mejor
beneficio del laboratorio. Al decir conocer se interpreta que se conozcan
físicamente y determinar cual es la función para un su uso adecuado, como también
como tenemos la obligación de cuidarlos.
Metodología.
 Se le entregará a cada equipo integrado por 3 estudiantes, si son muchos los
alumnos del grupo, en una mesa pueden estar varios equipos, los KITS de
Termodinámica y Mecánica.
 Los revisarán con cuidado e identificarán cada una de las partes, equipos e
instrumentos que contengan cada una de las cajas, favor de cuidarlos.
 El grupo o grupos describirán, definirán el uso y el nombre de cada
elemento, equipo e instrumento.
 Primero revisarán uno de los KITS y luego el otro, para evitar revolver los
contenidos de las cajas.
 Manipular y utilizar con mucho cuidado, para evitar dañarlos y producir
perdidas a las partes de los KITS...
 Tomar fotografías o realizar dibujos o ambos para ilustrar el reporte.
 Al finalizar colocar cada uno de los elementos en lugar que les corresponda
y devolverlos en perfecto orden. Esto se realizará después de cada práctica.
 En investigación bibliográfica como actividad fuera del laboratorio; deberán
de profundizar en el conocimiento de cada uno de los elementos, equipos e
instrumentos que integran ambos KITS.
 No interrumpir a los compañeros de los otros equipos sino es necesario para
el desarrollo de la práctica.
 No reportar exclusivamente el contenido de este documento, el equipo
deberá aportar cosas nuevas para enriquecer el reporte y los análisis
realizados.

Reporte técnico de la práctica.
 El reporte técnico de la práctica deberá describir los elementos, los
Instrumentos y equipos,cual es la función de cada uno de ellos, además
como utilizarlos corectamente y cuidarlos adecuadamente.
 Explicar como se llevo a cabo la práctica de parte de los integrantes del
equipo y como fueron sus intervenciones en el desarrollo de la prácctica.
 Ilustrar el reporte con dibujos y/o fotografias y aportar con explicaciones lo
investigado bibliograficamente acerca de cada uno de los elementos.
 Explicar los beneficios y el aprovechamiento obtenido en la realización de la
práctica, así como las conclusiones y observaciones que crea conveniente.
 Anotar la bibliografía empleada para el desarrollo de la práctica.
A continuación se presenta algunos de los elementos utilizados en la práctica.
Pinza universal Muelles helicoidales 20n/m
Pie de rey Matraz 100ml con tapon de goma

Pasador de sujecion Colonda de alum.,hierro y madera
Nueces dobles Palanca
Platillo para pesa de ranura Varillas de acero
Mango para polea fija Pesas con ranura

Pesa y juegos de pesa, Perdigones Probeta graduada 50ml y Pipeta
Sedal Soporte para dinamometro
Platillos para balanza y Dinamometros Poleas de 65mm y 90mm
Cinta métrica Cronómetro

Tripoide y Nuez doble Vaso Precipitado (100 y 250
ml)
Multimetro Cables conectores (500mm)
Aro soporte 100mm y Pinza universal Fibra
Tubos de silicon Rejilla con porcelana

Resistencia eléctrica Dinamometros
Cuchara Tubos de vidrio
Cilindro graduado con Pipeta Matraz y vasos de

TERMODINÁMICA
Práctica tres:
“Determinación de Densidades y Pesos
Específicos de diferentes sustancias”
OBJETIVO:
Consolidar y manejar los conceptos de volumen, masa y peso de las sustancias;
determinando mediante mediciones de pesos y los volúmenes, las densidades y
pesos específicos de varias sustancias en estado líquido y sólidos.
INTRODUCCIÓN:
Todas las sustancias tienen propiedades físicas y químicas que las distinguen de
las demás. Las propiedades físicas no implican cambios en la naturaleza de las
sustancias cuando son medidas u observadas; varían con la presión y temperatura.
Las propiedades químicas presentan cambios en la naturaleza de las sustancias
cuando se someten a mediciones. Todas estas propiedades se dividen en
extensivas e intensivas con relación a la masa de las sustancias.
Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de masa presentes como el
volumen, Peso, etc. Mientras que las intensivas no dependen de la masa y por tanto
son la misma para todas las partes de la sustancia, como la densidad y temperatura
de ebullición, peso específico, entre otras.
¿Por qué es importante conocer el peso específico de los líquidos?
El estudio del peso específico de los líquidos suele tener muchísima importancia.
La leche, por ejemplo, contiene cierta cantidad de sustancias grasas en
suspensión, que son las que le dan su valor nutritivo, y por eso la bebemos. Si se
añade agua a la leche, se disminuye su valor y salimos defraudados, lo mismo que
si a las vacas se les hace beber grandes cantidades de agua. Ha de haber algún
medio para cerciorarse de que la cantidad de sustancias contenidas en la leche
tiene la proporción debida, y ese medio consiste en determinar el peso específico.
Tratándose de bebidas espirituosas, lo que conviene saber es la cantidad de
alcohol que contienen, y esto también se averigua determinando el peso específico.
Éstos son tan sólo dos ejemplos entre los muchos que se podrían citar.
La densidad (d) es la relación entre la masa de la sustancia y el volumen que
ocupan. Se obtiene dividiendo una masa (m) conocida de la sustancia entre el
volumen (V) que ocupa.
d = m /V = ρ
En el SI, la unidad de densidad es el kg/m3
.

Peso especifico
El peso específico (Pe) de una sustancia es el peso de la sustancia de la
unidad de volumen. Se obtiene dividiendo el peso (P) entre el volumen (V)
que ocupa.
P e = P/ V
En el SI, la unidad de peso específico es el N/m3
.
Peso específico y densidad son magnitudes distintas, están relacionadas. Como ya
sabemos, el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la
gravedad:
P = m · g.
Por lo tanto: Pe= P/ V = m · g/ V = m · g /V = ρ · g → Pe = ρ · g
Donde ρ es la densidad absoluta, m es la masa y V es el volumen. Aunque la unidad
en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es kg/m3
, también es costumbre
expresar la densidad de los líquidos en g/cm3
.
Densidad
En física, la densidad, simbolizada habitualmente por la letra griega y
denominada en ocasiones masa específica, es una magnitud referida a la cantidad
de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos
absolutos o relativos.
En términos sencillos, un objeto pequeño y pesado, como una piedra o un trozo de
plomo, es más denso que un objeto grande y liviano, como un corcho o un poco de
espuma.
La densidad absoluta o densidad normal, también llamada densidad real, expresa la
masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el
término «densidad» suele entenderse en el sentido de densidad absoluta.
La densidad es una magnitud intensiva.

La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una
sustancia y una densidad de referencia, resultando una magnitud a dimensional y,
por lo tanto,
Donde ρr es la densidad relativa, ρ es la densidad absoluta y ρ0 es la densidad de
referencia.
La densidad de referencia habitualmente es la densidad del agua líquida cuando la
presión es de 1 atm y la temperatura es de 4 °C. En esas condiciones, la densidad
absoluta del agua es de 1000 kg/m3
, es decir, 1 kg/l.
Metodología.
Para líquidos:
1. Se usa una balanza o un dinamómetro, para pesar el vaso de precipitado que
contendrá los líquidos a tratar; apuntamos el resultado.
2. Se vierte el líquido a estudiar en el vaso de precipitado.
3. Se realiza el pesado y tomamos la lectura lo más exacto posible.
4. Se determina la diferencia entre la primera toma del vaso medido sin el
líquido y la segunda con el líquido en el vaso.
5. El resultado de esta diferencia es el peso del líquido.
6. El volumen que ocupa es la medida indicada por el espejo del líquido en el
vaso de precipitado.
Para sólidos.
1. Pesar el sólido utilizando una balanza o una báscula o un dinamómetro.
2. Calcular o determinar el volumen del sólido.
Figura 3.1.- Balanza pesando un sólido con las pesas en el otro platillo.

Repetir este procedimiento para cada líquido de los que se hayan asignado y
también para cada uno de los sólidos que se tengan.
Sustancias a determinar sus densidades y pesos específicos:
Agua, leche, aceite, alcohol, agua con sal, madera, acero y otros.
Sustancia Peso
Newton
Masa
Kg o gr
Volumen
ml o cm3
Densidad
Kg/Dcm3
Peso
específico
N/cm3
Agua
Leche
Aceite
Madera
Aluminio
Acero
Acrílico
Plastilina
Otros
Tabla 3.1.- Presentación de los resultados de la práctica.
Aplicación del peso específico: experimentando con la flotabilidad.
El volumen de líquido desplazado, se dice cuando se
sumerge un objeto en un recipiente completamente lleno
con un líquido (supongamos agua) hasta el borde, el
objeto derramará el volumen del líquido igual al volumen
sumergido del objeto. Este es un buen método para
determinar el volumen de objetos de forma irregular:
“un objeto totalmente sumergido en un líquido siempre
desplaza un volumen de líquido igual al volumen del
objeto”.
La relación entre la fuerza de flotabilidad yo la de empuje y
el líquido desplazado fue descubierta por Arquímedes,
físico y matemático griego del siglo III AC.
Principio de Arquímedes:
“Un cuerpo sumergido en un fluido, sufre una fuerza
vertical de empuje hacia arriba con una magnitud
igual al peso del fluido desplazado”
Figura 3.2.- Determinación de la fuerza de empuje.
El peso del líquido desplazado es igual a la fuerza de flotabilidad o empuje.

Ejemplo: si al sumergirse totalmente un objeto
de 50 Kg de masa y desplaza 30 Kg de líquido;
entonces su peso aparente será de:
(50 – 30) x 9.81 = 196.2 Newton
El peso del objeto menos el peso del líquido
desplazado, es decir; el aparente de un objeto
sumergido es igual a su peso en el aire menos la
fuerza de empuje o flotabilidad.
Si el objeto o cuerpo esta parcialmente
sumergido entonces el volumen del líquido
desplazado será igual al volumen parcial
sumergido del objeto.
Figura 3.3.- Determinación del peso aparente de un objeto en un fluido.
Utilizar los dinamómetros del laboratorio y realizar la comprobación de los pesos
específicos de los sólidos que se determinaron en la sección anterior, con un
recipiente adecuado o vaso de precipitado, comprobar el peso específico de los
sólidos y determinar la fuerza de empuje que el agua exista sobre el sólido
sumergido.
Reportar el valor obtenido por este método del dinamómetro y la fuerza de empuje
ejerce el líquido sobre él, de acuerdo a la siguiente tabla:
Material a
comprobar
Peso N Volumen líquido
desplazado cm3
Fuerza de
empuje N
Peso
aparente N
Peso específico
comprobando
Aluminio
Acero
Madera
Plastilina
Acrílico
Bronce
Otros
Tabla 3.2.-Aplicación del principio de Arquímedes en la comprobación del peso
específico de sólidos con el método del peso aparente.

Sugerencias didácticas:
 ¿El principio de Arquímedes indica que si un objeto sumergido desplaza 10
N de peso, la fuerza de empuje es de 10 N ¿
 Un recipiente de 1 litro lleno totalmente con plomo tiene 11.3 Kg de masa y
se sumerge en agua. ¿cuál es la fuerza de flotabilidad que actúa sobre él?
 ¿Qué hace que un objeto en un fluido flote o se hunda? ¿Qué sucede en los
barcos construidos de metales?
 Se sumergen en agua dos bloques de tamaño idénticos. Uno es de aluminio
y otro de acero. ¿sobre cuál de ellos es mayor la fuerza de flotabilidad?
 ¿Por qué es más fácil que flote una persona en agua salada que en agua
dulce?
 ¿Cómo funciona un chaleco salvavidas y su principio físico que lo mantiene
a flote?
 Mencione 5 ejemplos de aplicación del principio de Arquímedes.
El alumno deberá elaborar el reporte técnico de la práctica, con el siguiente
contenido propuesto; el formato o estructura del reporte no es de forma definitiva el
alumno si lo considera que tiene una mejor forma de realizar el reporte, tiene la
libertad de realizarlo:
1. Número y nombre de la práctica.
2. Objetivos de la práctica.
3. Marco teórico o principios físicos en los cuales se sustenta la práctica.
4. Material y equipo utilizado.
5. Procedimiento aplicado para llevar a cabo la práctica.
6. Cálculos y análisis matemáticos realizados.
7. Presentación de resultados obtenidos y sugerencias didácticas
8. Observaciones y conclusiones.
9. Bibliografías.
10. En la portada deberá incluir los logotipos del tecnológico, de la dirección
general de tecnológicos, el nombre de la asignatura y del alumno.
11. No presentar exclusivamente el contenido de este documento, deben
aportar.
Nota importante.- En el laboratorio durante el desarrollo de la práctica,
deberán mantener el debido orden, respetar al personal que gustosamente
apoya para la realización de la práctica, y por favor cuidar de el equipo y
materiales que nos facilitan; es nuestra obligación su conservación para que
lo puedan utilizar las generaciones de estudiantes que vienen en los
semestres posteriores a ustedes.

TERMODINÁMICA
Práctica cuatro
“Transferencia de Calor, temperatura en una
sustancia y balance de energía”
Objetivo: El alumno deberá aprender a relacionar la
cantidad de flujo de calor transferido hacia una sustancia, con la variación de
temperatura de la misma, producida por el flujo de calor.
Introducción.- Cuando se produce un flujo de calor hacia una sustancia, la energía
interna de esta sustancia se incrementa, generando con este incremento una
variación de temperatura que es de acuerdo a la cantidad de calor absorbido.
El calor es la cantidad total de energía cinética molecular que pasa de un cuerpo a
otro cuando se ponen en contacto estando a distinta temperatura.
Q= CALOR ABSORBIDO EN KCAL O JOULE.
M = MASA DE LA SUSTANCIA EN Kg.
C = CALOR ESPECÍFICO KCAL/ Kg-°C
ΔT = DIFERENCIA DE TEMPERATURA °C
La ley cero de la termodinámica establece que el flujo de calor entre dos
sistemas de diferentes temperaturas fluye del sistema de mayor temperatura
hacia el de menor hasta alcanzar el equilibrio térmico.
 CALOR SENSIBLE
Es la cantidad de calor que se le agrega a una
sustancia (o se le quita) y se refleeja en un
aumento de temperatura (o disminución) sin
producción algún cambio de fase en el estado
de la sustancia.
TmcQ 

Los procesos de intercambio de calor son muy utilizados en los procesos
industriales de transformación, en calentamiento de sustancias para la producción
o en enfriamiento; como son en: pasteurizad oras, producción de aceites
comestibles, columnas de destilación para licores o combustibles, producción de
refrescos embotellados, enfriamiento para transformadores, condensadores de
vapor, calderas, sistemas de aire acondicionado y refrigeradores; etc.
La temperatura es un índice de medición que se refiere a la energía cinética media
individual de las moléculas de un cuerpo o una sustancia.
Las escalas termométricas más utilizadas en el mundo son la escala Celsius y la de
Fahrenheit; y también la Kelvin y la Rankin como escalas termométricas absolutas.
°F = 9/5 ° C + 32 y ° C = 5/9 (° F-32)
Donde
°F = Cualquier valor de temperatura en la escala Fahrenheit.
° C = Cualquier valor de temperatura en la escala Celsius.
La escala de temperatura termodinámica en el sistema inglés es la llamada escala
Rankin, honor a William Rankin (1820-1872). La unidad de temperatura en esta
escala es el Rankin el cual se denota mediante la letra R.
La escala Kelvin se relaciona con la escala Celsius por medio de:
T (K) = T (°C) + 273.15
La escala Rankin se relaciona con la escala Fahrenheit mediante:
T(R) = T (°F) + 459.67
El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor en kilocalorías o en
joule, que se requiere para elevar un grado centígrado un kilogramo de la masa de
la sustancia, C, cada sustancia tiene su calor específico y es de importancia
conocerlo para los intercambios de calor. Para dos fuentes de sustancias de
diferentes temperaturas al tener contacto y generarse intercambio de calor lo que
gana una sustancia es igual a lo que pierde el otro sino existen perdidas al
ambiente.
Q = m1 C2 ΔT1 = m2 C2 ΔT2
Si son diferentes el calor cedido por la sustancia de mayor temperatura y el
absorbido por la sustancia de menor, entonces existen perdidas en el proceso de
intercambio. Como en la realidad sucede, para la termodinámica se pueden idealizar
los procesos para simplificar los cálculos, pero siempre es necesario realizar los
balances de energía en los procesos termodinámicos.

Figura 4.1.-Equivalencias de las escalas termométricas.
Material y equipo utilizado:
 Trípode variable. Varilla soporte, 250mm.
 Varilla soporte, 600 mm. Nuez doble.
 Soporte para tubos de vidrio. Aro con nuez.
 Rejilla con porcelana. Vaso de precipitados 250ml.
 Vaso de precipitados 400ml. Matraz Erlenmeyer 100ml.
 Termómetro alum. T50 -10...+110 Cronómetro.
 Termómetro alum T100 -10...+110 Mechero de gas butano.
 Mangueras para gas. Cerrillos o encendedor.
 Termopares tipo K. Multímetro.
Metodología.
1. Montar con cuidado el material de soporte según la figura 4.3.
2. Poner en el matraz Erlemeyer 100 ml de agua a la temperatura ambiente.
3. Colocar el matraz en el interior del vaso de precipitados de 400 ml vacío,
centrarlo, sin que toquen las paredes.
4. Colocar los dos termómetros en el soporte para tubos vidrios. El de vástago
más largo se sumerge en el matraz Erlemeyer. El otro termómetro se coloca
de manera que entre lo más profundo posible en el vaso de precipitados,
pero sin tocar las paredes del matraz.
5. Verter 160 ml de agua en el vaso de precipitados de 250 ml.
6. Utilizar el mechero con la precaución debida y evitar incidentes.
7. Realizar los cálculos para determinar el balance de flujo de calor.

Procedimiento:
1. Caliente los 160 ml de agua hasta 80 °C que esta en el vaso de precipitados
de 250 ml.
2. Apunte los valores de la temperatura que va aumentando con el tiempo en la
tabla 4.1.
3. Con precaución, utilizando guantes, agarre el vaso de precipitados de 250 ml
y vierta el agua a 80 °C y viértalo en el vaso de precipitados de 400 ml.
4. Compruebe la profundidad de los termómetros y que no toquen las paredes
y ponga en marcha el cronómetro.
5. Medir las dos temperaturas del agua (A y B) y anotarlas en la tabla 4.2, en
intervalos de 30 seg.
6. Analice los datos recabados y los resultados obtenidos.
PRECAUCIÓN.-Realice todos los pasos tomando las precauciones pertinentes para
evitar lastimarse o dañar el equipo.
 Realice las lecturas con mucho cuidado
porque le servirán para los cálculos del calor
transferido y perdido en el ambiente.
Figura 4.2.-Estructura del soporte y calentamiento de
los 160 ml de agua en el vaso de precipitados de 250
ml hasta los 80 °C.
Revise y lea con detenimiento sus conceptos de
temperatura y calor sensible, como también el de
balance de energía de acuerdo con la primera ley de
la termodinámica, estos son los conceptos que se
pretende reforzar con la realización de la práctica.
1. Calcular la cantidad de calor en Kcal y en
Joule, que absorbió los 160 ml de agua,
también la rapidez con que lo absorbió.
2. Calcular la cantidad de calor que absorbió los 100 ml de agua del Erlemeyer
en el interior del vaso de precipitado de 400 ml, y la rapidez promedio con
que lo absorbió.
3. Calcular la cantidad de calor que se perdió en el ambiente y con que rapidez
promedio.
4. Utilizando Excel graficar el proceso de elevación de temperatura con el
tiempo con los valores de la tabla 4.1.
5. Utilizando Excel u otro programa graficar el comportamiento de las dos
temperaturas con el tiempo (en una sola gráfica) de la tabla 4.2.
6. Analizar los resultados obtenidos y elaborar el reporte técnico de acuerdo
con la estructura indicada en la sección del “reporte técnico de la práctica”.
7. Ilustrar el reporte técnico con dibujos, diagramas y/o fotografías.

Temperatura °C Tiempo min
T inicial 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
6
6.5
80 °C Tiempo final
Tabla 4.1.-Temperaturas del proceso de
calentamiento de 160 ml de agua.
Figura 4.3.- Forma de armar el soporte e instalar los elementos que se utilizan para
realizar la práctica de acuerdo al procedimiento descrito.
Estructura y contenido del reporte técnico.
3. Marco teórico o principios físicos en los cuales se
sustenta la práctica.
5. Procedimiento aplicado para llevar a cabo la práctica.
6. Cálculos y análisis matemáticos realizados.
7. Presentación de resultados obtenidos y sugerencias
didácticas
9. Bibliografías.
Figura 4.4.- Forma de colocar el Erlemeyer y los termómetros.

TEMPERATURA A°C TEMPERATURA B°C TIEMPO minutos observaciones
Temperatura inicial 80 00.0
Tabla 4.2.-Resultados de las mediciones de temperaturas durante el proceso de
intercambio de calor.
Expresión del balance de energía:
ENERGÍA QUE ENTRA – ENERGÍA QUE SALE = ENERGÍA ACUMULADA
Eficiencia = energía útil /energía suministrada
Sugerencias didácticas:
 Describa las curvas que se trazaron con los valores de las tablas 4.1 y 4.2, en
los procesos de transmisión de calor.
 Al final del proceso de intercambio de calor entre el agua fría y la caliente,
¿cuales son las temperaturas para ambas y porque?
 ¿Hubiera sido diferente la curva de temperatura si durante la serie de
mediciones se hubiera agitado el agua de uno o de los dos recipientes?
 Explicar ampliamente el balance de calor que sucede en el proceso de
intercambio de calor, tomando en cuenta el calor se cede al ambiente.
 Explica de qué depende la valoración de “caliente y frío”.
 ¿Que porcentaje de calor se perdió en el ambiente?
 Cuales y que tipo de termómetros utilizo en la realización de la práctica.
 Explica ampliamente la capacidad calorífica o capacitancia calorífica.
 Explica como determinar una escala termométrica y diseña una.
 Define e explica como realizar un balance de energía.

TERMODINÁMICA
Práctica cinco.
“Escala Termométrica y sus temperaturas de
referencia”
Objetivo:
El alumno trazará la escala termométrica Celsius, obteniendo las temperaturas de
fusión del hielo y la de ebullición del agua, como puntos de referencia de
temperaturas constantes; en un termómetro que no tiene escala.
Introducción.- Andrés Celsius determinó su temperatura de punto de referencia fijo
inferior colocando su termómetro dentro de un recipiente con hielo y agua, bajo una
presión atmosférica al nivel del mar y cuando observó que la columna de mercurio
se estabilizó, marcó en el termómetro y definió este punto como cero grados
centígrados y luego el mismo termómetro, lo colocó en un recipiente que contenía
una mezcla de agua hirviendo y vapor, cuando la columna de mercurio se dilató lo
máximo y se mantuvo estable, tomó ésta como su temperatura de punto fijo
superior, marcándola en el termómetro, definiéndola como 100 grados centígrados,
luego entre las dos marcas hizo 100 divisiones iguales, elaborando la escala
Centígrada de temperaturas, actualmente escala Celsius
Las escalas Termométricas son las construidas para medir la temperatura,
establecidas por los puntos de referencia fijos de temperatura, constante o
temperaturas de punto fijo inferior y superior que se utilizan de referencia para fijar
y elaborar las escalas.
La temperatura es un índice de medición que se refiere a la
energía cinética media individual de las moléculas de un
cuerpo o una sustancia.
Figura 5.1- Lobo mascota del Tecnológico
apurándose aprender
Figura 5.2.- Las escalas termométricas se establecen
de acuerdo a las necesidades o visión del diseñador,
las divisiones que el autor establezca va de acuerdo
a sus requerimientos o simplemente como le haya
convenido u ocurrido.

 Trípode variable. Varilla soporte, 250mm.
 Varilla soporte, 600 mm. Nuez doble.
 Soporte para tubos de vidrio. Aro con nuez.
 Rejilla con porcelana. Vaso de precipitados 250ml.
 Hielo, un puñado Agitador de vidrio.
 piedrecillas para fácil ebullición. Sedal.
 Termómetro alum. T50 -10...+110 Cronómetro.
 Termómetro sin graduar Mechero de gas butano.
 Mangueras para gas. Cerrillos o encendedor.
 Termopar tipo K. Multímetro.
Fotografía 5.1 y 5.2.-Instalación del termómetro sin escala en el interior del vaso de
precipitados con hielo en pedazos monitoreando la temperatura con termopar tipo K.
Metodología.
1. Montar con cuidado el material de soporte según la figura 5.3.
2. Colocar en el termómetro sin graduar el papel para trazar la escala.
3. Poner en el vaso de precipitados hielo hasta la mitad, en pedazos, lo más
pequeños que se pueda.
4. Colocar el termómetro sin escala, colgado del soporte mediante el sedal y el
bulbo sensor deberá estar sumergido unos 2 centímetros dentro del hielo del
vaso de precipitados, de tal forma que el bulbo sensor quede sumergido.
5. Instalar l termopar tipo K dentro del hielo y conectarlo al multimetro.

6. Colocar el termómetro de vidrio, insertado el bulbo sensor dentro del hielo.
Procedimiento:
1.-Observe las temperaturas iníciales que indican el multimetro y el termómetro
de vidrio anotándolas en la tabla 5.1.
2.-Vierta agua fría en el vaso de precipitado, formando una mezcla de agua
líquida y hielo, llamada mezcla de fusión, accionar el cronometro para llevar el
tiempo del proceso.
3.-Con el agitador de vidrio agite la mezcla de fusión, (hielo y líquido)
produciendo convección forzada, para que la temperatura se distribuya
uniformemente.
4.-Cuando observe que la temperatura se ha estabilizado, apunte los valores que
indican el multimetro y el termómetro con el tiempo en la tabla 5.1.
5.-Esta temperatura será la de fusión del hielo y será el punto de referencia
inferior de la escala termométrica en el papel, marque cuidadosamente donde
inicia.
6.-Con precaución, encienda el mechero y
gradualmente caliente la mezcla de fusión
hasta que se derrita el último pedazo de
hielo, utilizando el cronometro lleve el tiempo
y apuntarlo en la tabla 5.1.
Calentar hasta que el agua llegue a su punto
de ebullición, cuando se estabilice la
temperatura, tomando esta como el punto de
referencia superior de la escala termométrica,
marque cuidadosamente en
el papel del termómetro sin graduar. Con esta
señalización tenemos los dos puntos de
referencia...
7. Retirar con cuidado el mechero y
apagarlo, retirar el termómetro sin escala,
sin desajustar el papel y medir en
centímetros las indicaciones de las dos
temperaturas del agua, luego hacer diez
divisiones entre ellas y escribir la escala
del termómetro.
8. realice de nuevo la práctica y compruebe
la escala que elaboro para el termómetro.
9. Analice y compruebe los datos recabados
y los resultados obtenidos.
Figura 5.3.- Forma de instalación para la práctica

Reporte de la práctica:
1. Analizar los resultados obtenidos y elaborar el reporte con la estructura
indicada en la sección correspondiente al reporte.
2. Reportar las tablas 5.1 y 5.2, de los valores de las temperaturas y los tiempos
en alcanzarlas, hacer las observaciones que considere pertinentes.
3. Trazar una gráfica de la longitud de la escala con los grados Celsius que le
corresponde, puede ser utilizando Excel.
4. Presentar la escala elaborada y determinar cuantos grados/centímetro.
5. Realice las siguientes observaciones:
6. ¿Cómo se comporta el líquido del termómetro mientras quedan trozos de
hielo en la mezcla de fusión?
7. ¿Cómo se comporta el líquido, cuando esta entre la fusión del hielo y la
ebullición?
8. ¿Cuándo esta hirviendo el agua, como se comporta el líquido del
termómetro?
9. ¿Cómo se comporta la escala en la gráfica grados-centímetros?
Tiempo seg Termopar °C Termómetro °C observaciones
0 inicial inicial
1 a b
2 c d
3 e f
4 h y
n n n
Tabla 5.1.- Tabla de temperaturas durante el proceso de elaborar la escala termométrica
Tiempo seg Termopar °C Termómetro °C Termómetro de
nueva graduación
Tabla 5.2.- Valores de comprobación de la validez de la escala trazada en el desarrollo de la
práctica.
Determinar y elaborar las escalas Celsius y Fahrenheit de un termómetro de bulbo
de aire de volumen constante con el método realizado en esta práctica, comprobar
las escalas de estos termómetros de 0 °C hasta 40 °C, se considera un termómetro
para temperaturas ambientes.

Estructura y contenido del reporte técnico.
3. Marco teórico o principios físicos en los
cuales se sustenta la práctica.
5. Procedimiento aplicado para llevar a
cabo la práctica.
6. Cálculos y análisis matemáticos
realizados.
7. Presentación de resultados obtenidos y
sugerencias didácticas
9. Bibliografías.
Figura 5.4.- Gráfica que indica como se comporta la
dilatación del líquido del termómetro que se gradúo
y se elaboro la escala Termométrica.
Fotografía 5.3.- Instalación de los elementos para realizar la práctica.
Favor de tomar las medidas de seguridad y precauciones al
realizar la práctica y no se distraiga con los otros compañeros.

Práctica seis.
“Determinación de la expansión volumétrica del
aire en un proceso de presión constante”.
Objetivo de la práctica:
Medir la dilatación de un volumen de aire que se va calentando
gradualmente en un proceso de presión constante y compararlo con el
comportamiento, de si lo consideramos como un proceso de gas ideal.
Introducción.
El aire es un gas real que se comporta como un gas imperfecto, aunque también en
muchos casos se puede idealizar y comportarse como un gas ideal, si calentamos
un volumen de aire se puede producir un incremento en su volumen o una
elevación en su presión, según el tipo de proceso de calentamiento se realice; en
esta práctica experimentaremos con un proceso donde la presión se mantendrá
constante y se considera un gas ideal, podrá comportarse de acuerdo a:
Pv/T = C ó p1v1/T1 = p2v2/T2 = C --------E1
Ecuación de estado de los gases ideales
En la que C es una constante de proporcionalidad, conocida como constante R,
que tiene un valor particular para cada gas, cambiando la expresión a pv/T = R.
La forma mas conocida de esta ecuación es pv = RT ……………………….E2
En el SI la presión debe estar en Pa, v es volumen especifico en m3
/kg, T en °K y
°R es un valor para cada gas que se obtiene en tablas de gas en J/kg- °K ó N-m/
kg –°K
En el sistema inglés, p está en lbf/pie2
, v en pie3
/lbm, T en Rankin y la constante R
esta en lbf-pie/lbm –°R.
El coeficiente de dilatación volumétrica media se calcula mediante la siguiente
ecuación:
γ=ΔV/(V0XΔT) …………………E3
El porcentaje de expansión del volumen del aire se determina por la ecuación:
ΔV/V0 = (T1 – T0)/T0 …………E4; γ= 1/T0 ……………….E5

 Trípode variable varillas soporte, 250mm y 600mm
 Nuez doble soporte par tubo de vidrio
 Aro con nuez rejilla con porcelana
 Pinza universal agitador de vidrio
 Vasos de precipitados, 100 ml, plástico y el de 400ml
 Matraz Erlemeyer, 100 ml tubo de vidrio 80 ml
 Tubo de vidrio 250 ml; dos unidades tapón de goma un orificio
 Tubo flexible, transparente, 7x1.5 termómetro alum. T100
 Cinta métrica, 2mts. Mechero Bunsen
 Glicerina, cerrillos, rotulador, tijeras.
Metodología:
1. Montar con cuidado el material y
equipo sobre el soporte según la
figura 6.1.
2. Colocar la cinta métrica en el
soporte para tubos de vidrio.
3. Montar un manómetro de tubo en U
con los dos tubos de vidrios de
250mm y un trozo de tubo flexible
(aproximadamente 60 cms).
Colocarlo también en el soporte
para tubos de vidrio, con los dos
brazos a distinta altura (ver figura
6.1).
4. Verter agua en el manómetro con
ayuda del vaso de precipitados
pequeños, hasta que quede por
debajo del tubo de vidrio en el
brazo b (aproximadamente 0.5 cms).
5. Poner el tubo de vidrio pequeño en
el tapón de goma, y tapa
cuidadosamente el matraz
Erlemeyer Figura 6.1.-Montaje del material y equipo.
6. Colocar el matraz Erlemeyer en el vaso de precipitados, sujetándolo con la
pinza universal, de manera que quede lo más profundo posible.
7.- Llenar completamente con agua el vaso de precipitados de 400 ml.
8.- Empalmar el tubo de vidrio del tapón al manómetro con un tubo flexible.

Procedimiento:
1. Anotar la temperatura inicial T0 del agua del
vaso de precipitados, donde esta sumergido el
matraz Erlemeyer.
2. Poner a la misma altura el menisco del agua en
los brazos a y b, en el manómetro en U, así, la
presión del aire dentro del Erlemeyer es igual a
la presión atmosférica.
3. Marcar el nivel del agua en el brazo “a” con un
rotulador.
4. Calentar el agua por unos instantes,
aproximadamente 15 segundos, retirar el
mechero, y la temperatura del agua deberá
subir 1°C, más o menos, controlar dentro lo
posible.
5. Agitar entre 1 y 2 minutos el agua para que el
aire del matraz Erlemeyer alcance el equilibrio
térmico con el agua.
6. Anotar la temperatura del agua en la tabla 6.1.
7. Poner el nivel del agua en los dos brazos del manómetro a la misma altura, (a
y b) bajando el brazo b hasta que los niveles se igualen.
8. Medir en el brazo “a” la distancia Δl desde el nivel inicial que indica la marca
trazada en el paso 3, anotarla en la tabla 6.1.
9. Calentar el aire del Erlemeyer paso a paso, y anotar los distintos valores de
Δl en función de su temperatura.
TIEMPO DE
CALENTAMIENTO,
seg
TEMPERATURA
°C
Δl cms ΔV cms3
Tabla 6.1.- Cambios de temperaturas con los de Δl y de volúmenes del aire.
1. Calcular en cada uno de los pasos la diferencia de temperatura ΔT con
respecto a la temperatura inicial ΔT = T-T0

2. Calcular en cada paso la variación del volumen a partir del incremento
longitudinal Δl, el diámetro del tubo de vidrio es d= 0.5 cm.
ΔV = (d/2)2
x π x Δl
3. Trazar una gráfica donde se represente el incremento de volumen ΔV (eje Y)
en función del incremento de temperatura ΔT (eje X).
4. Determinar el volumen de aire del matraz Erlemeyer V0; llenándolo de agua
hasta el tapón, con una probeta graduada determinar el volumen; convertir
las temperaturas en escalas absolutas (grados Kelvin); trazar una gráfica V
en función de la temperatura absoluta T.
5.-Calcular el coeficiente de expansión volumétrica del aire a presión
constante con los valores obtenidos en la práctica (E3); representa la
pendiente de la recta obtenida en la gráfica; determinar el porcentaje de
dilatación (E4) comparar ambos resultados con el valor de la ecuación (E5).
6.-Trazar una gráfica volumen (eje Y) en función de la temperatura absoluta
(eje X) utilizando la ecuación de estado de los gases ideales a un proceso a
presión constante y compararla con la obtenida en el punto 4.
7.-Realizar el reporte de acuerdo a la estructura presentada en las prácticas
anteriores.
Notas importantes:
 Al introducir los termómetros y tubos de vidrio en los tapones de goma
ponerles siempre glicerina, para disminuir el riesgo de romperlos.
 Para llenar el manómetro se utiliza el vaso de precipitados pequeño. El
agua entra mejor en un tubo flexible que en un tubo de vidrio. Para llenar
un tubo de vidrio ponerle un tubo de hule.
 Al calentar el agua, el aro y la rejilla se ponen muy calientes, tener
cuidado, para no quemarse.
 El matraz Erlemeyer se debe tapar bien para que no tenga fugas de aire al
calentarlo y dar errores en las mediciones.
 Al principio los brazos del manómetro (a y b) se deben colocar a distinta
altura, para que siempre se pueda poner el agua al mismo nivel en los
dos, desplazándolos.
 El manómetro se debe llenar lentamente, para que no quede ninguna
burbuja. Se llena con el vaso de precipitados pequeño, empalmando un
pedazo de tubo flexible en el extremo de los tubos de vidrio.
 Paras obtener suficientes puntos de medida las variaciones de
temperatura deben de ser de 1°C, por lo que el calentamiento debe ser
muy breve.
 El contacto térmico entre el aire y el termómetro es malo, por lo que la
temperatura se mide en el agua. Esto requiere un cuidadoso equilibrio
térmico entre el agua del vaso de precipitados y el aire del matraz
Erlemeyer, agitar y esperar.

DEPARTAMENTO DE METAL-MECANICA
TERMODINÁMICA
Práctica siete.
“Determinación del aumento de la presión
en un sistema de volumen de aire en un
proceso de incremento de temperatura a
volumen constante”.
Objetivo de la práctica:
Medir los cambios de presión de un volumen de aire determinado, que se va
calentando gradualmente en un proceso de volumen constante y comparar, la
relación de la temperatura y la presión con el comportamiento de si al aire lo
consideramos como un gas ideal.
Introducción.
El aire es un gas real que se comporta como un gas imperfecto, aunque también en
muchos casos se puede idealizar y considerar que se comporta como un gas ideal,
si calentamos un volumen de aire se puede producir un incremento en su volumen
o una elevación en su presión, según el tipo de proceso de calentamiento que se
realice; en esta práctica experimentaremos con un proceso donde el volumen del
aire se mantiene constante y la presión cambiará en relación como cambie la
temperatura y si se considera su comportamiento como un gas ideal podrá
comportarse de acuerdo a:
Pv/T = C ó p1v1/T1 = p2v2/T2 = C …….E1
Ecuación de estado de los gases ideales
En la que C es una constante de proporcionalidad, conocida como constante R,
que tiene un valor particular para cada gas, cambiando la expresión pv/T = R.
La forma mas conocida de esta ecuación es pv = RT ……….E2
En el SI la presión debe estar en Pa, v es volumen especifico en m3
/kg, T en K y
R es un valor para cada gas que se obtiene en tablas de en J/kg- K ó N-m/ kg °K
En el sistema inglés, p está en lbf/pie2
, v en pie3
/lbm, T en Rankin y la constante R
esta en lbf-pie/lbm –R.
La presión del aire se determina con la diferencia de altura y el peso específico del
agua del manómetro en U, más la presión atmosférica.

Cuando el proceso es a volumen constante, la presión queda en función de la
temperatura, si lo consideramos como un gas ideal:
p1/T1 = p2/T2 …………………E3
T2 = T1 P2 /P1 despejando de E3
 Trípode variable varillas soporte, 250mm y 600mm
 Nuez doble soporte par tubo de vidrio
 Aro con nuez rejilla con porcelana
 Pinza universal agitador de vidrio
 Vasos de precipitados, 100 ml, plástico y el de 400ml
 Matraz Erlemeyer, 100 ml tubo de vidrio 80 ml
 Tubo de vidrio 250 ml; dos unidades tapón de goma un orificio
 Tubo flexible, transparente, 7x1.5 termómetro alum. T100
 Cinta métrica, 2mts.
Mechero Bunsen de butano
 Glicerina, cerrillos, rotulador, tijeras.
Metodología:
1. Montar con cuidado el material y equipo
sobre el soporte según la figura 7.1.
2. Colocar la cinta métrica en el soporte
para tubos de vidrio.
3. Montar un manómetro de tubo en U con
los dos tubos de vidrios de 250mm y un
trozo de tubo flexible (unos 60 cms).
Colocarlo también en el soporte para
tubos de vidrio, con los dos brazos a
distinta altura (ver figura 7.1).
4. Verter agua en el manómetro con ayuda
del vaso de precipitados pequeños, hasta
que quede por debajo del tubo de vidrio
en el brazo b (aproximadamente 0.5 cms).
5. Poner el tubo de vidrio pequeño en el
tapón de goma, y tapa cuidadosamente el
Figura 7.1.-Montaje del material y equipo matraz Erlemeyer.
6. Colocar el matraz Erlemeyer en el vaso de precipitados, sujetándolo con la
pinza universal, de manera que quede lo más profundo posible.
7. Llenar completamente con agua el vaso de precipitados de 400 ml.
8. Empalmar el tubo de vidrio del tapón al manómetro con un tubo flexible.

Procedimiento:
1. Anotar la temperatura inicial T0 del agua del vaso de precipitados, donde
esta sumergido el matraz Erlemeyer.
2. Poner a la misma altura el menisco del agua en los brazos a y b, en el
manómetro en U, así, la presión del aire dentro del Erlemeyer es igual a la
presión atmosférica.
3. Marcar el nivel del agua en el brazo “a” con un rotulador.
4. Calentar el agua por unos instantes, aproximadamente 15 segundos, retirar
el mechero, y la temperatura del agua deberá subir 1°C, más o menos,
controlar dentro lo posible.
5. Agitar entre 1 y 2 minutos el agua para que el aire del matraz Erlemeyer
alcance el equilibrio térmico con el agua.
6. Anotar la temperatura del agua en la tabla 7.1.
7. Poner el nivel del agua del brazo “a” del manómetro a la altura de la marca
inicial (bajar el brazo “a”).
8. Medir en el manómetro la distancia Δl desde el nivel inicial que indica la
marca trazada en el lado “a” y el nivel superior del agua del brazo “b”,
anotarla en la tabla 7.1.
9. Calentar el aire del Erlemeyer paso a paso, y anotar los distintos valores
obtenidos de Δl, de la temperatura indicada por el termómetro y del
incremento de presión.
TIEMPO DE
CALENTAMIENTO sg
TEMPERATURA C Δl cms ΔP Pa y mm
de H2 O
Tabla 7.1.- Cambios de temperaturas y de Δl y de las presiones del volumen de aire.
1. Calcular en cada uno de los pasos la diferencia de temperatura ΔT con
respecto a la temperatura inicial ΔT = T-T0
2. Calcular en cada paso la variación dela presión a partir del incremento
longitudinal Δl,
ΔP = Δl x Pe del agua

3. Trazar una gráfica donde se represente el incremento de volumen ΔP (eje Y)
en función del incremento de temperatura ΔT (eje X).
4. Determinar la presión absoluta que se obtiene en cada lectura sumando la
presión atmosférica a la ΔP calculada y elaborar una tabla de presión
absoluta y temperatura absoluta obtenidas en las lecturas, convertir las
temperaturas en escalas absolutas (grados Kelvin); trazar una gráfica P en
función de la temperatura absoluta T.
5. Calcular el coeficiente de aumento de presión con la temperatura con los
valores obtenidos en la práctica (E3); representa la pendiente de la recta
obtenida en la gráfica;
6. Trazar una gráfica presión absoluta (eje Y) en función de la temperatura
absoluta (eje X) utilizando la ecuación (E3); de estado de los gases ideales a
un proceso a volumen constante, compararla y analizarla con la obtenida en
el punto 4.
7. Realizar el reporte de acuerdo a la estructura presentada en las prácticas
anteriores.
Notas importantes:
 al introducir los termómetros y tubos de vidrio en los tapones de goma
ponerles siempre glicerina, para disminuir el riesgo de romperlos.
 Para llenar el manómetro se utiliza el vaso de precipitados pequeño. El
agua entra mejor en un tubo flexible que en un tubo de vidrio. Para llenar
un tubo de vidrio ponerle un tubo de hule.
 Al calentar el agua, el aro y la rejilla se ponen muy calientes, tener
cuidado, para no quemarse.
 El matraz Erlemeyer se debe tapar bien para que no tenga fugas de aire al
calentarlo y dar errores en las mediciones.
 Al principio los brazos del manómetro (a y b) se deben colocar a distinta
altura, para que siempre se pueda poner el agua al mismo nivel en los
dos, desplazándolos.
 El manómetro se debe llenar lentamente, para que no quede ninguna
burbuja. Se llena con el vaso de precipitados pequeño, empalmando un
pedazo de tubo flexible en el extremo de los tubos de vidrio.
 Paras obtener suficientes puntos de medida las variaciones de
temperatura deben de ser de 1°C, por lo que el calentamiento debe ser
muy breve.
 El contacto térmico entre el aire y el termómetro es malo, por lo que la
temperatura se mide en el agua. Esto requiere un cuidadoso equilibrio
térmico entre el agua del vaso de precipitados y el aire del matraz
Erlemeyer, agitar y esperar.
 La presión aumenta al aumentar la temperatura. La relación medida es
prácticamente lineal.

TERMODINÁMICA
PRÁCTICA OCHO
“DETERMINACION DE LA CAPACIDAD
CALORIFICA ESPECÍFICA DE VARIOS LIQUIDOS”.
Objetivos de la práctica:
 El alumno comprenderá el concepto de la propiedad Termodinámica de la
capacidad calorífica específica de las sustancias.
 Practicar una metodología para determinar la capacidad calorífica específica
de varios líquidos, como le agua, aceite, leche y otros.
 Levantar un reporte técnico del desarrollo de la practica, con el contenido
requerido y presentando la documentación con calidad.
 Aplicar la conversión de la potencia eléctrica a su equivalencia de calor.
Marco teórico:
El calor esta definido como la forma de energía que se transfiere entre dos
sistemas; o entre un sistema y sus alrededores, debido exclusivamente a una
diferencia de temperaturas.
La capacidad calorífica especifica es la cantidad de calor que un gr de sustancia
requiere absorber para elevar su temperatura 1°C, es una propiedad termodinámica
muy importante para determinar la cantidad de calor requerida para un proceso de
intercambio de calor en sistemas reales e ideales.
Se determina por la ecuación de calor sensible y su unidad es dada por:
Q = mcΔT entonces c = Q/ mΔT
POTENCIA ELÉCTRICA = voltaje x amperaje
Q = calor absorbido en Kcal, cal, KJ, j o BTU
m = masa de la sustancia en Kg, gr, Lb,
ΔT = diferencia de temperaturas en °C, °F, °K, °R
C = capacidad calorífica específica de la sustancia.
C = Kcal/Kg °C ó cal/gr °C ó J/Kg °C (unidades homogéneas)
Potencia eléctrica en watts, kilowatts, J/s, KJ/s
Los electrones que cruzan los límites o fronteras de un sistema, realizan trabajo
eléctrico sobre el sistema. En un campo eléctrico los electrones en un alambre se
mueven por el efecto de fuerzas electromotrices, por lo tanto realizan trabajo.
si la energía eléctrica fluye por una resistencia, la potencia eléctrica se convertirá
en una cantidad equivalente al calor generado por la resistencia.
En una corriente directa, si tanto V como I se mantienen constantes, durante un
intervalo de tiempo “t”, entonces la energía total utilizada durante este tiempo, se
determina:
Energía eléctrica = (V x I) x t

Equivalente a la cantidad de calor que disipo la resistencia, Watts-hora, Kwatts-hr,
1Kwatts-hr = 3600 KJ, 1cal = 4.184 J
 Tapa para calorímetro Bobina calefactora con casquillos
 Vaso de precipitados, 100 ml, plástico Vaso de precipitados 400 o 300 ml
 Probeta graduada Cronómetro
 Fuente de alimentación Balanza universal
 Bloque de nieve seca como aislante térmico
 Agitador Planchas de fieltro verde
 Vaso de precipitados 250 ml Pipeta con caperuza de goma
 Termómetros y termopar Cables, 50 cm, azul y rojo, 10A
 Agua, glicerina, leche, aceite, etc. MultÍmetro, matraz Erlenmeyer, 250ml
Procedimiento:
1.- Llenar de agua el vaso de precipitado
de plástico.
2.- Medir con precisión en la probeta,
(utilizar la pipeta) 100 ml del agua del vaso
de precipitados y vaciarlos en el vaso del
interior del calorímetro.
3.-Colocar el calorímetro la tapa del fieltro
con el termómetro, el filamento y el
agitador.
4.-Conectar con los cables (azul y rojo) a
la salida del voltaje.
Figura 8.1.- Calorímetro e instalación del amperímetro
5.-Anotar la tensión del filamento en la parte superior de la tabla 8.1, el amperaje y
la potencia eléctrica que se utilizara durante la practica.
6.-Poner el Multimetro en rango de 10 A y conectarlo en serie como amperímetro,
asegúrese que la fuente de alimentación este apagada.
7.-Medir la temperatura inicial del agua dentro del calorímetro y anotarla en la tabla
8.1 en el tiempo 0
8.-Se debe medir la temperatura del agua o liquido que contenga el calorímetro
cada minuto hasta completar los 10 minutos. Entre las lecturas agitar regularmente
el agua, anotar los valores en la tabla 8.1 y también anotar la intensidad de la
corriente del circuito calefactor.

9.-Colocar el calorímetro en la cavidad del bloque de nieve seca que se hizo
previamente, utilizándolo como
aislante térmico, para considerarlo
adiabático.
10.-Al completar los 10 minutos de
calentamiento, apagar la fuente de
alimentación, no dejarla prendida
11.-Vaciar el agua del recipiente del
calorímetro y enfríalo para colocar
otro líquido como leche, aceite o
glicerina.
12.- Repetir todo el procedimiento
con el nuevo fluido; leche o aceite u
otro.
13.- Al terminar cambiar de nuevo de
líquido hasta completar la práctica.
. Fotografías 8.1 y 8.2.-Calorimetro y fuente de
alimentación y otros equipos.
Figura 8.2.-
Instalación del sistema calefactor,
conexión del filamento con la fuente de
alimentación y los multimetros.

Figura 8.3.- Gráfica del proceso de
calentamiento de los diferentes líquidos que
se experimentaron para determinar su
capacidad calorífica específica (gráfica
temperatura vs tiempo de calentamiento.
Tabla 8.1. Lecturas de las temperaturas de los diferentes líquidos.
Tabla 8.2 Capacidad calorífica, cantidad de calor y potencia eléctrica.
Poner las unidades que va a utilizar para cada variable.
Lectura (min)
TIEMPO
Temp. Agua
(°C)
Temp leche
(°C)
Temp. Aceite
(°C)
Amper voltaje
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Sustancia potencia
eléctrica
cantidad
de calor
Capacidad
calorífica
Densidad Peso
especifico
Agua
Leche
Aceite
Otros

 Elaborar el reporte de acuerdo a la sección de “Reporte de prácticas”.
 Presentar los resultados de las tablas 8.1 y 8.2.
 Trazar las graficas de los procesos de calentamiento de los diferentes
líquidos tratados, tiempo- temperatura, para cada fluido.
 Calcular la potencia eléctrica, la cantidad de energía consumida por el
filamento, el calor que absorben los líquidos y la capacidad calorífica o
capacitancia térmica de cada líquido.
 Ilustrar el reporte con dibujos, diagramas y/o fotografías.
 Con la investigación bibliográfica sobre el tema, aporte y enriquezca el
reporte con su estilo personal.
 Revise cuidadosamente el contenido del reporte para evitar las faltas de
ortografía y redacción.
Nota importante.- En el laboratorio durante el desarrollo de la práctica,
deberán mantener el debido orden, respetar al personal que gustosamente
apoya para la realización de la práctica, y por favor cuidar de el equipo y
materiales que nos facilitan; es nuestra obligación preocuparnos por su
conservación para que lo puedan utilizar las generaciones de estudiantes
que vienen en los semestres posteriores a ustedes.

TERMODINÁMICA
Practica # 9
Nombre: “Determinación de la eficiencia de un motor
eléctrico”
Objetivo:
Entender los conceptos de trabajo, potencia y determinar la eficiencia de un motor
eléctrico, relacionando el trabajo realizado al subir un peso y su consumo de
energía eléctrica.
Introducción:
Cuando un motor eléctrico realiza trabajo mecánico elevando una carga, consume
una cantidad de energía eléctrica equivalente para sostener la capacidad de
elevación de la carga en un tiempo determinado, este trabajo entre el tiempo
realizado indica la potencia que es la velocidad con que se realiza el trabajo, la
eficiencia del sistema es la relación del trabajo útil realizado por el motor y la
energía eléctrica suministrada al motor.
Trabajo = WxH Potencia = trabajo/tiempo = WxH/t W- PESO
H-
ALTURA
Potencia eléctrica = VxI V-VOLTAJE I-
AMPERAJE
EFICIENCIA = TRABAJO ÚTIL/ TRABAJO SUMINISTRADO
Eficiencia del motor = potencia mecánica/ potencia eléctrica
Eficiencia del motor = WxH/t / VxI las unidades deben de ser homogéneas

Equipos y material utilizado:
Tablero de conexión (1)
Alambre en bloque de conexión (5)
Conmutador--- (1)
Portalámparas E10 (1)
Cable de conexión, 50cm, rojo- (2)
Cable de conexión, 50cm, azul (2)
Cable de conexión, 25cm, rojo (2)
Cable de conexión, 25cm, azul (2)
Bombilla, 6v/0,5 A, E10, 1PZ (1)
Multímetro (2)
Fuente de alimentación12V-/6V~/12V (1)
Peso con agujero (1)
Material de soporte:
Motor con engranaje, 12VDC - (1)
Base de soporte variable (1)
Fotografía 9.1.- Multímetro y fuente.
Varilla de acero inoxidable, 250 mm - (1)
Varilla de soporte, acero inox. 600mm - (2)
Doble nuez - (1)
Hilo de pescar, necesita aproximadamente 60cm (1)
Cronometro
Cinta métrica
Cinta adhesiva o plástico esponjoso
Metodología:
1. Prepare el montaje mecánico tal como se muestra en la fig.1
2. Separe las dos partes de la base del soporte y conéctelos lateralmente,
con una varilla de soporte corto.
3. Sujete con la doble nuez el motor a la parte mas alta de uno de los dos
soportes largos y nivélelo de tal manera que la cuerda de la polea este
directamente junta a la segunda varilla de soporte largo.
4. Sujete el peso al gancho que esta al final del hilo de pescar y deslice
hacia abajo hasta la segunda varilla de soporte como lo muestra la fig.1
5. Pase el otro extremo del hilo de pescar por la parte posterior del agujero
de la polea, átelo con un nudo y páselo sobre la ranura de la polea con
menor diámetro.
6. En vuelva cinta adhesiva, plástico esponjoso o similar a unos 5cm sobre
el extremo mas debajo de la varilla de soporte. Esto actuara como freno
para el cuerpo (peso) y evitara que caiga sobre la base del soporte si el
hilo de pescar se rompiera.
7. Conecte el motor eléctricamente hacia arriba como se muestra en la fig.2
8. ¡IMPORTANTE! La tensión del motor debe ser solo de unos 4V.
9. Seleccione los rangos de medición a 10V- y 3A
10. Primero coloque el conmutador en la posición 2(motor apagado)
11. Fije la fuente de alimentación a 0 V.

Procedimiento:
1. Encienda la fuente de alimentación, ajuste la fuente a una tensión de 4 v-
y la corriente a 2 A.
2. Mueva el peso a la posición mas baja (el hilo de pescar debería estar
levemente tenso).
3. Coloque el conmutador en la posición 1(motor encendido)
4. Con el cronometro, tomar el tiempo que emplea el peso en su recorrido.
5. Sostenga el peso (cuerpo) firmemente cuando tope contra el motor arriba
de el y ponga el conmutador en la posición 2.
6. Deje caer el peso, obsérvelo, así como también, la lámpara.
7. Incremente el peso agregándole otras pesas, w, para experimentar.
8. Repita varias veces este procedimiento y anote sus observaciones.
9. Realizar la práctica con cuidado para que sean exactas las mediciones.
PESO VOLTAJE AMPER TIEMPO POTENCIA TRABAJO eficiencia
W1
W2
W3
W4
W5
Tabla 9.1.- Presentación de datos y resultados de la práctica.
Figura 9.3.- Ilustración de cómo se instala el
motor eléctrico en los soportes y el peso que
se va a subir sobre el cual se realiza el trabajo

Fotografía 9.2.- Equipo y forma de armarlo.
Reporte técnico de la práctica.
 Realizar el reporte de acuerdo a lo indicado en la sección de” reporte dela
práctica”.
 Reportar el desarrollo de la realización de la práctica en los diferentes
momentos.
 Graficar la potencia desarrollada por el motor eléctrico y la eficiencia
obtenida.
 Ilustrar la práctica con dibujos y/o fotografías.
 Establecer las diferencias fundamentales de las variables obtenidas.
 Citar como se puede aplicar en la industria lo realizado en esta práctica.
 Aportar al reporte lo que considere beneficioso para el estudiante.
W
V
H
FUENTE
DE ALIMENTACION
MOTOR ELECTRICO DE
12 VDCA

TERMODINÁMICA
Práctica diez.
“Determinación de la calidad del vapor mediante
calentamiento de agua.
Objetivos de la práctica:
 El alumno deberá comprender el concepto de la propiedad termodinámica
de la calidad y humedad de un vapor húmedo, o mezcla de vapor y líquido.
 Observar la generación de vapor mediante un proceso a presión constante y
las temperaturas durante el proceso.
 Determinar la diferencia entre calor sensible y calor latente de evaporización
de un líquido.
 Determinar la calidad de un vapor de agua, mediante una metodología
establecida.
 Experimentar la mezcla del vapor de agua con agua fría y determinar el
intercambio de calor.
 Levantar un reporte técnico del desarrollo de la práctica, con el contenido
requerido y presentando con calidad la documentación.
Introducción.
El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre dos
sistemas; o entre un sistema y sus alrededores, debido exclusivamente a una
diferencia de temperaturas.
El calor sensible sele denomina a la cantidad de calor que recibe una sustancia y
toda la energía absorbida en incrementar su energía interna y por esto en aumentar
su temperatura, se calcula con la siguiente formula:
Q = mcΔT
Q cantidad de calor absorbida o cedida, Kcal, cal, joule, kJoule
Q flujo de calor por unidad de tiempo, Kcal/hora, cal/seg, joule/seg, KJ/seg
C capacidad calorífica específica Kcal/ kg-°C, cal/ gr-°C,Joule/ gr-°C, KJ/Kg-°C
ΔT diferencia de temperaturas, °C; mmasa de la sustancia, Kg, gr
1 W = 1 J/s, 1KW = 1.341 hp, 1hp = 745.7 W, 1KW- h = 3600 KJ, 1cal = 4.184 J
El calor latente de evaporización es la cantidad de calor que se requiere para
evaporar un kilogramo de agua en condiciones de líquido saturado hasta vapor
saturado a la misma temperatura de saturación, su valor se encuentra en las tablas
de vapor, como también sus otras propiedades intensivas.
El calor latente de vaporización para el agua a una presión atmosférica es de 540
Kcal/Kg y su temperatura de saturación de 100°C.

La calidad de una mezcla de vapor saturado y de líquido saturado, es el % en peso
del vapor presente en un kilogramo de la mezcla; y la humedad es el % en peso del
líquido saturado que contiene la mezcla en un kilogramo de vapor húmedo.
X =Vapor /Vapor + Líquido
Tapa para calorímetro Agitador
Planchas de fieltro Trípode variable
Vaso de precipitados, 400 ml, Vaso de precipitados 250 ml
Matraz Erlenmeyer, 100 o más mililitros Pipeta con caperuza de goma
Probeta graduada Termómetros y termopar
Cronometro Tubos de vidrios de 80 y 250 ml
Tubo flexible, transparente Gas butano
Piedrecitas para fácil ebullición, 200 gr Cerrillos o encendedor
Balanza universal Glicerina
Bloque de nieve seca como aislante térmico. Aro con nuez
Tapón de goma; de uno o dos orificios Nuez doble
Soporte para tubo de vidrio Rejilla con porcelana
Pinza universal Guantes
Vaso de precipitados de 400 ml
Fotografía 1.- Calorímetro con
termómetro y agitador.
Metodología:
1. Monta el material de soporte como indica la figura 10.1,
colocar la rejilla cerca de 2 cm de la cabeza del mechero.
2. Montar un recipiente aislado (calorímetro) con dos vasos de
precipitados (250 y 400 ml) e insertar las dos placas de fieltro.
3. Colocar el tubo de vidrio con el tubo flexible que viene del
tapón del Erlenmeyer.
4. Colocar el termómetro (8 mm) y el agitador (5 mm) en los
orificios correspondientes de la tapa del calorímetro.
5. Si se utiliza el tapón de hule de dos orificios introducir l
termómetro en uno de ellos y el tubo de vidrio en el otro,
hacerlo con cuidado para no quebrarlos, utilizar un poco de
glicerina, si tiene el tapón de un solo orificio, insertar solo el tubo de vidrio
con el flexible.
6. Colocar el calorímetro ya conformado dentro de la cavidad del bloque de
nieve seca del diámetro del vaso exterior del calorímetro.
7. Auxiliarse de las figuras 10.1 y 10.2 para instalar su equipo a utilizar en la
práctica.
8. Tome todas las precauciones al realizar la práctica y tenga cuidado de no
provocar accidentes.
9.- Por el tubo flexible y el tubo de vidrio que se inserta en el calorímetro pasa
vapor de agua, que esta caliente a 100°, debe mantenerse siempre el orificio de
salida del tubo de vidrio hacia abajo, para no dirigir el vapor que saldrá, hacia la
cara u otra parte del cuerpo y generar alguna quemada.

10. Al medir los volúmenes de agua hacerlo con certeza, para evitar incurrir a
errores y dar malos resultados, hacerlas con mucho cuidado.
11.- Introducir 2 piedrecillas al agua del matraz Erlemeyer para mejorar la ebullición
y colocarlo en la rejilla y sujétalo con la pinza universal.
Figura 10.1.-Instalación del equipo. Figura 10.2.- Proceso de calentamiento con vapor.
Procedimiento a realizar:
1. Verter exactamente 200 ml de agua fría en el calorímetro, medirlo con la
pipeta y la probeta graduada y anota el valor del volumen V1.
2. Con el termómetro del calorímetro mide la temperatura del agua y anotarla
T1.
3. Verter suficiente agua en el matraz Erlemeyer y calentar el agua del hasta
que hierva, si tiene el tapón de dos orificios medir la temperatura inicial con
el termómetro y anotarlas con el tiempo de medición, auxiliarte con un
cronometro,
4. Observar si en el extremo del tubo de vidrio insertado en la manguera
flexible, sale vapor de agua (todavía se mantiene fuera del calorímetro).
5. Cuando el agua del Erlemeyer haya hervido durante aproximadamente 2
minutos, observando que no salgan gotas de agua, sino que solo vapor.
6. Tomar el tubo de vidrio, tomarlo por el soporte, e introdúcelo en el orificio
grande de la ranura de la tapa del calorímetro hasta que su extremo se
sumerja en el agua del interior.
7. Permitir durante 2 minutos el paso del vapor hacia el agua del calorímetro o
hasta que alcance 60 °C la temperatura del agua, agitar constantemente y
con cuidado para acelerar la mezcla.
8. Retirar inmediatamente el mechero y el tubo de vidrio del calorímetro
sujetándolo de nuevo en la varilla, apagar el mechero.
9. Agite cuidadosamente el agua de la mezcla y tome la lectura de su
temperatura Tm, anotarla; medir también el volumen de la mezcla
auxiliándose de la probeta graduada anotarla Vm.

10. Al terminar la práctica, limpiar todo el equipo, colocarlo en su caja y colocar
las bancas en su lugar, por favor y gracias.
1. Realizar el reporte de acuerdo a la estructura presentada en el formato
“Reporte de práctica”.
2. Realizar los cálculos que se requieran y elaborar la tabla de presentación de
datos.
3. Graficar las temperaturas del calentamiento y ebullición del agua dentro del
matraz Erlemeyer y las temperaturas del calentamiento del agua en el
calorímetro con el tiempo en que se lleva acabo.
4. Determinar la masa del agua (m1), la masa de la mezcla (mm) y la masa del
vapor que se introduce al agua del calorímetro,
a. Vapor = mm – m1
5. Calcular la entalpía del agua al iniciar (H1 = Q1) y la entalpía de la mezcla(Hm =
Qm ), la diferencia de estas dos dará como resultado la entalpía del vapor,
HVAPOR ,
a. La capacidad calorífica específica del agua es = 4.19 Joule / g-°C.
6. Determinar la entalpía específica del vapor que se introdujo al agua del
calorímetro
a. h vapor = HVAPOR / mVAPOR
7. Utilizando la tabla termodinámica de vapor de agua saturada determinar la
entalpía para líquido saturado y la de vaporización, con estos valores
calcular la calidad del vapor que se mezclo con el agua; mucho cuidado con
las unidades.
h vapor = hf + Xhfg ; hf liquido saturado y hfg evaporización
Despejar y determinar la calidad del vapor que se mezcla con el agua del calorímetro.
Tiempo Temperatura del agua a vaporizar Temperatura del agua del calorímetro
Tabla 10.1.- Temperaturas medidas en el Erlemeyer y en el calorímetro.

Felicidades a todos los alumnos que hayan realizado
las prácticas del presente manual y deseamos que les
tengan los beneficios que las prácticas del laboratorio
les ofrecieron, se les desea el mejor de los éxitos y
que continúen con su preparación para alcanzar las
metas de adquirir conocimientos, habilidades,
actitudes y experiencias que los harán mejores
personas y profesionales, les felicitan los maestros y
asistentes del laboratorio de física.
Mérida, Yucatán a 30 de enero del 2012

MANUAL DE PRÁCTICAS PARA TERMODINÁMICA-enero 2012-

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