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Cálculos y gráficas de mediciones de presión y volumen de aire., Ejercicios de Termodinámica

En este documento se presentan los cálculos de la densidad del agua, la presión manométrica, la presión atmosférica, la presión absoluta, el volumen total y la transformación de temperaturas a Kelvin, así como la gráfica de presión-volumen y los cálculos de la cantidad de aire en moles, el exponente politrópico y la capacidad térmica molar a volumen constante, la variación de energía interna, el trabajo realizado y la cantidad de calor en el proceso, todo ello a partir de una tabla de datos experimentales de mediciones de presión y volumen de aire a diferentes temperaturas.

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 13/10/2021

oscar-isai-aldana-arredondo
oscar-isai-aldana-arredondo 🇲🇽

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bg1
TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES
N° de mediciones Temperatura (t) en
°C
Volumen de la
pipeta “n” (Vp) en
mL
Diferencia de
alturas de
agua(hagua) en cm
1 31 0 0
2 33 1.2 2.3
3 35 2.3 5
4 37 3.4 6.8
5 39 5.5 10
6 41 6.6 12.5
7 43 7.7 15.5
Vol. Del matraz
(VM)= 285cm3
Altura
barométrica
Hbarom= 0.585m de
Hg
Temperatura
ambiente
tamb=25 °C
CÁLCULOS
1. Calcula la densidad del agua
(ρ¿¿ agua)¿
a temperatura ambiente (°C).
Transformando la densidad a
Kg
m3
ρagua=0.99998 +3.5 x105(t¿¿ amb)−6x106(t¿¿ amb )2¿ ¿
ρagua=0.99998 +3.5 x105
(
25
)
6x106
(
25
)
2=0.9971 g
mL
0.9971 g
mL
(
1kg
1000 g
)
(
1,000,000 mL
1m3
)
=997.1000 Kg
m3
2. Calcula los valores de la presión manométrica de agua
(ρ¿¿ manom )¿
en
Pa.
Pmanom=ρagua g hagua
Pmanom=997.1000 Kg
m3
(
9.78 m
s2
)
(
0.023 m
)
=224.2877 Pa
Pmanom=997.1000 Kg
m3
(
9.78 m
s2
)
(
0.005 m
)
=487.5819 Pa
Pmanom=997.1000 Kg
m3
(
9.78 m
s2
)
(
0.068 m
)
=663.1114 Pa
Pmanom=997.1000 Kg
m3
(
9.78 m
s2
)
(
0.1m
)
=975.1638 Pa
pf3
pf4
pf5
pf8

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¡Descarga Cálculos y gráficas de mediciones de presión y volumen de aire. y más Ejercicios en PDF de Termodinámica solo en Docsity!

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

N° de mediciones

Temperatura (t) en

°C

Volumen de la

pipeta “n” (V p

) en

mL

Diferencia de

alturas de

agua(h

agua

) en cm

Vol. Del matraz

(V

M

)= 285cm

3

Altura

barométrica

H

barom

= 0.585m de

Hg

Temperatura

ambiente

t amb

=25 °C

CÁLCULOS

1. Calcula la densidad del agua

( ρ ¿¿ agua )¿ a temperatura ambiente (°C).

Transformando la densidad a

Kg

m

3

ρ

agua

=0.99998+3.5 x 10

− 5

( t ¿ ¿ amb )− 6 x 10

− 6

( t ¿¿ amb )

2

ρ

agua

=0.99998+3.5 x 10

− 5

( 25 )− 6 x 10

− 6

2

g

mL

g

mL

(

1 kg

1000 g

)

(

1,000,000 mL

1 m

3

)

Kg

m

3

2. Calcula los valores de la presión manométrica de agua

( ρ ¿¿ manom ) ¿ en

Pa.

P

manom

= ρ

agua

g h

agua

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0 m ) = 0 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.023 m ) =224.2877 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.005 m ) =487.5819 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.068 m ) =663.1114 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.1 m )=975.1638 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.125 m ) =1,218.9548 Pa

P

manom

Kg

m

3

(

m

s

2

)

( 0.155 m ) =1,511.5039 Pa

T

( K )

(

K

° C

)

( 37 ° C ) +273.15 K =310.15 K

T

( K )

(

K

° C

)

( 39 ° C ) +273.15 K =312.15 K

T

( K )

(

K

° C

)

( 41 ° C )+273.15 K =314.15 K

T

( K )

(

K

° C

)

( 43 ° C )+ 273.15 K =316.15 K

7. Completa la siguiente tabla

No. De medición

P

| ¿

| ¿

(Pa) V

t

( cm ¿¿ 3 ) ¿ T (K)

8. Traza la gráfica del proceso, presión en (Pa) en el eje de Y y

V

t

en cm

3

en el eje X

284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294

76,500.

77,000.

77,500.

78,000.

78,500.

79,000.

79,500.

Presión-Volumen

Volumen(cm3)

Presión abs (Pascales)

9. Transforma el volumen total a m

3

1 m

3

= 1 × 10

6

cm

3

285 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.000285 m

3

286.2 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002862 m

3

287.3 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002873 m

3

288.4 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002884 m

3

290.5 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002905 m

3

291.6 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002916 m

3

292.7 cm

3

×

1 m

3

1 × 10

6

cm

3

=0.0002927 m

3

10. Calcula la cantidad de aire en moles, entre punto y punto y obtén el

promedio del proceso

n =

P ( Pa ) V

t

( m

3

R

[

Pa m

3

mol K

]

T ( K )

R =8.

Pa m

3

mol K

N = No. de datos

n =

77,429.8858 Pa

0.000285 m

3

Pa m

3

mol K

( 304.15 K )

=0.0087 mol

n =

77,654.1735 Pa

0.0002862 m

3

Pa m

3

mol K

( 306.15 K )

=0.0087 mol

n =

77,917.4677 Pa

0.0002873 m

3

Pa m

3

mol K

( 308.15 K )

=0.0087 mol

n =

( 78,092.9972 Pa ) ( 0.0002884 m

3

Pa m

3

mol K

( 310.15 K )

=0.0087 mol

n =

78,405.0496 Pa

0.0002905 m

3

Pa m

3

mol K

( 312.15 K )

=0.0088 mol

n =

( 78,648.8406 Pa ) ( 0.0002916 m

3

Pa m

3

mol K

(314.15 K )

=0.0088 mol

δ

promedio

δ

N

12. Calcula la capacidad térmica molar a volumen constante (

C

v

en

J

molK

C

v

R

R =8.

J

mol K

C

v

(

J

mol K

)

J

molK

13. Calcula la variación de energía interna ( ∆∪ ) , el trabajo ( W ) realizado y

la cantidad de calor

( Q )

en este proceso, en Joules

∆ U = n C

v

( T

f

− T

i

∆ U =0.0087 mol

(

J

molK

)

( 316.15−304.15)=2.1700 J

W =

nR ( T

f

− T

i

1 − δ

W =

−0.0087 mol

(

J

molK

)

=−0.4971 J

Q = ∆ U − W

Q =2.1700−(−0.4 971 )=2.6671 J

Tabla de Resultados

N° de

datos

P

abs

(Pa)

V

t

(m

3

T(K) n(mol) δ ∆ U ( J ) Q ( J ) W ( J )