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7/26/2019 Informe Ultimo Nano
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1. DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS
a) Esquema o figura del sistema utilizado e la !r"#ti#a
$) %rafi#ar, a alizar e i ter!retar las siguie tes rela#io es&
Datos o$te idos e la$oratorio&
tiem!o 's)T'(a!or)
' C) T'#o d.) ' C)T'* +Ofria) T'* +O #ali)
'#o d)'ml)
- / 0 1 1/,+ 0
2- / 0 1 1 ,3 0/- / 0 1 14,1 0- / 0 1 14, 0
1+- / 0 1 1 ,+ 013- / 0 1 1 ,3 014- / 0 1 1 ,4 0+1- / 0 1 +-,5 0+5- +-,1 1 +-,4 /+ - +-,1 1 +-, 1-2-- +-,4 1 +1,5 13
22- +1,2 1 +1,/ 12/- +1,/ 1 +1, 142 - +1,/ 1 ++,1 13
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5+- ++ 1 ++,2 153- ++ 1 ++,3 154- ++ 1 ++,3 1331- ++ 1 ++,/ 1335- ++,+ 1 ++,5 133 - +1, 1 ++,/ 15/-- ++,+ 1 ++,2 15/2- ++,1 1 ++,5 1+//- ++ 1 ++,1/ - ++ 1 ++,+ 1+
+- ++ 1 +1, 113- +1,4 1 ++,1 1/4- +1,4 1 ++,1 15
41- +1,/ 1 ++,2 13
Tiem!o 's) 'ml) Caudal 'ml6s)4,2 2-1 2/,+/3-/-+5
,+ +32 23,1244444,5 +3+ 25,-35-35-3,3 +3+ 22,/,/ +3+ 22,13 4 5 5
Caudal!rom& 25,5521 34
Adems: T (agua fra) = 17.0 CVolumen del Serpentn: V= 100 ml!Volumen del "e#$p$ente: V= %&' ml!
Caudal promed$o: = *%+%%* ml,s!
%RA78COS&
T sistema s. Tiem!o 'tem!eratura del sistema #omo fu #i9 del tiem!o)
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T (a!oriza#i9 (s t 'Tem!eratura del (a!or #omo fu #i9 del tiem!o)
T #o de sa#i9 (s t 'Tem!eratura del #o de sado #omo fu #i9 del tiem!o)
#o de sado s t '(olume del #o de sado o$te ido e el tra s#urso del tiem!o)
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200 300 400 500 600 700 8000
5
10
15
20
V cond. vs tiempo
tiempo (s)
Vcond (ml)
#) :or a;uste de #ur(a, o$te er las e
T (a!oriza#i9 s tiem!o
0 100 200 300 400 500 600 700 80085
95
105
R = 0.71f(x) = - 0x^6 + 0x 5 - 0x^4 - 0x^3 + 0x^2 - 0.01x + 96.1R = 0.89
T vap. vs tiempo
tiempo (s)
T vapor (C)
T #o de sa#i9 s t
200 300 400 500 600 700 80019
20
21
22
23
f(x) = - 0x^5 + 0x^4 - 0x^3 + 0x^2 - 0.07x + 22.75R = 0.96
T cond. vs tiempo
tiempo (s)
T cond. (C)
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T sistema s. Tiem!o
0 100 200 300 400 500 600 700 800 90014
1618
20
22
f(x) = - 0x^6 + 0x^5 - 0x^4 + 0x^3 - 0x^2 + 0.02x + 16.64
R = 1
T sist.1 vs tiempo
tiempo (s)
T sist. (C)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 9000
5
10
15
f(x) =R = 0
T sist.2 vs tiempo
tiempo (s)
T sist (C)
e) E $ase a la me;or #ur(a re!rese tati(a o$te er u a ta$la de tem!eratura #orregida (s. Tiem!o.
tiem!o's) T (a!or' C)
T #o d' C)
Tag.Cal' C)
Tsist1 '@) T sist + '@)
- /,- / 1/, -14-+3
1&+-'717*
'2- 3, 25++4/ 1/, 52+++
21&+-& '77
1&
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/- 3,4/25-3 1/, /++54
1&+-7* 171-
- 3,4/3 5 1/, 41+1/+
1&+-7-0%7&
1+- 3, +24+-1 1/, / 4 1&+- ** &*-
13- /,-+- 1 1 ,--/513
1&+- '- 7
7714- /,15+/-52 1 ,-13453 1&+- ' '
'7+1- /,+ //+ 4 1 ,-25/35
21&+--*770
%'+5- /,5151-45 +1,535/3/ 1 ,-5 1/2
11&+--7 1-
11' + 770'1
7+ - /,35 21+ +1,535/3/ 1 ,-3-+4/
31&+-- 0 0 ' + 770'1
72-- /,/4++ +1,51/24/
21 ,-/344-
/17+00 * 0
&' + 7--%&0
%22- /,4153-11 +1,24 213 1 ,- +1-
/17+00%0-7
%-' + 01'*
2/- /, 35- 5/ +1,2 21/
1 ,- 3+14 17+00%-'''1
' + * '7&%
2 - ,11+4 4+ +1,2 21/
1 ,-4 /54 17+00 * *7
' + * '7&%
5+- ,2- 25/ +1,231 421 ,- 24354
17+0100-'%%
' + %-1'01
53- ,334+5/ +1,231 421 ,1---354
17+011 0'&
' + %-1'01
54- ,4 -5+5/ +1,231 421 ,1---354 17+011 0'& ' + %-1'0131- 4,22+5313 +1,231 421 ,1-213+
/17+01 &&0
1' + %-1'0
135- 4, 1/1/+ +1,25112
11 ,- / 33
/17+010-'0
7' + '7%%0
3 - ,/ /- 14 +1,23 11 1 ,1-213+/
17+01 &&01
' + %'00'7
/-- 1--,/544 +1,251121
1 ,- 24354
17+0100-'%%
' + '7%%0
/2- 1-1,4 +1 +1,25/53 1 ,- / 33/
17+010-'07
' + '* -'1
//- 1-2,2451 +1,231 42 1 ,-4 /54 17+00 * *7
' + %-1'01
/ - 1-3,+++/ +1,231 42 1 ,- - 3+/
17+00- *-7&
' + %-1'01
+- 1- ,5+2+23 +1,231 421 ,-4152/ 17+00&&70*-
' + %-1'01
3- 11-,-1 -5 +1,2/+5/2+
1 ,-4 /54 17+00 * *7
' + %0 &
4- 112,-24 +1,2/+5/2
+
1 ,-4 /54 17+00 * *
7
' + %0 &
41- 11/,3-3/54 +1,2 21/
1 ,- 24354
17+0100-'%%
' + * '7&%
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/as temperaturas en :
T (a!or ' @)T #o d' @) Tag. 7ria' @)
Tag.Cal' @)
2/ ,- / + -+4 , -14-
2
2/4, 25++ + -+4 , 52++
+
2/4,4/25-/ + -+4 , /++5
4
2/4,4/3 3 + -+4 , 41+1
/2/4, +24+ + - +4 , / 4
2/ ,-+- + + - + -,--/5+
2/ ,15+/-5 + -+ -,-1345
3
2/ ,+ //2 + -+ -,-25/3
5
2/ ,5151-4 + 5,535/3/ + - + -,-5 1/2
2/ ,35 21+ 5,535/3
/ + -+ -,-3-+4
2/ ,/4+++ 5,51/24
/ + -+ -,-/344
1
2/ ,4153-1+ 5,24 21
3 + -+ -,- +1-
4
2/ , 35- 3+ 5,2 21
4 + -+ -,- 3+1
2 -,11+4 4
+ 5,2 21
4 + -
+ -,-4 /5
2 -,2- 25+ 5,231 4
5 + -+ -,- 243
3
2 -,334+5+ 5,231 4
5 + -+ -,1---3
3
2 -,4 -5+3+ 5,231 4
5 + -+ -,1---3
3
2 1,22+531+ 5,231 4
5 + -+ -,1-213
2
2 1, 1/1/2+ 5,25112
+ -+ -,- / 3
/
2 +,/ /- ++ 5,23 11
+ -+ -,1-213
2
2 2,/544+ 5,25112
+ -+ -,- 243
3
2 5,4 +1+ 5,25/53
+ -+ -,- / 3
/
2 /,2451+ 5,231 4
5 + -+ -,-4 /5
2 4,+++/+ 5,231 4
5 + -+ -,- - 3
2
24-,5+2+23+ 5,231 4
5 + -+ -,-4152
242,-1 -5 + 5,2/+5/2 + - + -,-4 /5
24/,-24+ 5,2/+5/
2 + -+ -,-4 /5
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24 ,3-3/54+ 5,2 21
4 + -+ -,- 243
3
Ten$endo en #uenta ue para 2allar la temperatura de S$stema 1 se ut$l$34 la s$gu$ente f4rmula:
Tsist 1 = T aguafr a +T aguacaliente (salida )2
5ara 2allar la temperatura de S$stema :
Tsist 2 = T condensado +T vapor2
f) Cal#ular !ara #ada i ter(alo de tiem!o medido&
q# (s. 6 ti Calor !ro!or#io ado !or el #alefa#tor #o res!e#to a los i ter(alos de tiem!o.# Calor i tegral o total #edidog (s. 6 ttCalor ga ado !or el sistema 'agua) B B B Bg Calor total ga ado !or el sistema 'agua)d(s. 6 ti Calor disi!ado #o res!e#to a los i ter(alos de tiem!o.d Calor total disi!ado
DATOS AD8C8O ALES
T's) 'ml) Caudal 'ml6s)4,2 2-1 2/,+/3-/-+
,+ +32 23,124444
,5 +3+ 25,-35-351,3 +3+ 22,/,/ +3+ 22,13 4 5
Caudal!rom& 25,5521 /
Cal#ulo !ara #ada i ter(alo de tiem!o medido&:ara el #"l#ulo de ga ado&
Cp= a6 T6#T 8,mol 9! d4nde:
Cp 8, mol!
a (T) #(T; )
Cp = .71 1+ '< (>*) 0+1 < (>&)
C?=Cp5ara 2allar: C?=Cp son $guales por tratarse de l u$dos
Tomando en #uenta: t es la d$feren#$a de temperaturas (#al$ente promed$o @ fr$o).
(ml) (m *) asa ( g) Bro. de molesVolumen de #ondensado dentro del serpentn 100 0+0001 0+100 '+''''''''&
Volumen dentro del #$l$ndro %&' 0+00%&' %+&' ' +%%%%%%%
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H gan(KJ)
U gan(kJ)
Qgan (kJ)
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!"#$$%!#&'
-1 1980206
8
-1 4641232
7
!"#! $!&%
-0 9200516
1
-1 1244121
2
!"%####%#
-0 5502607
9
-0 6724839
1
!"! *% $'
-0 2122150
6
-0 2593519
5!"!!* '
#$0 0330871 0 0404363
5!"! +%
!0 2166997
50 2648327
8!"%!'%*
%$0 4915085
60 6006817
2!"%*$+*'
%&0 7963277
70 9732069
3!"#%!$*
%*0 9484763
61 1591505
3!"#&%% '
%1 1306535
31 3817926
3!"#'+ %
'+1 3430396 1 6413535
8!" %+&!# 1 4339296
31 7524319
6!" %!!
$1 5851925
11 9372931
4!" '# +'
&'1 7665775
12 1589671
!" %'#%!!
1 88732581
2 30653584
!" #$%++
1 9476713 2 38028518
!" ' %!+' 1 9778219 1 2 4171328
!" #$%!*
1 94765718
2 38026792
!" #$%!&*
1 94765642
2 38026699
!" #&'!*#'
1 91747754
2 34338483
!" %#&!'+
1 85716071
2 26967051
!" ''!'#+
1 79675817
2 19585145
!" +&$+#'%
1 73638335
2 12206627
!" *##& 1 67592249
2 04817592
!" $&& 1 6457128 2 0112561
!" *+'* 1 70617464
2 08514764
!" '# +'&'
1 76657751
2 1589671
$#$"* %++
-2821 6610
1
-3448 4042
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:ara el CALOR CED8DO ? el CALOR D8S8:ADO
5ara el #alor #ed$do+ se real$3a el m$smo pro#ed$m$ento de #l#ulo+ pero esta ?e3 ut$l$3amos las temperaturas de#ondensado E ?apor:
Cp= a6 T6#T 8,mol 9! D4nde:
Cp 8, mol!
a (T) #(T; )
Cp = *+%7 1+%'*) 0+1 1
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' + * '7&% -47 5662351 25 8942704 25 2452479 25 5697592 76 2524614 75 3611595 75 8068104
5ara el #alor d$s$pado tenemos fases ?apor l u$do por lo ue ne#es$tamos un promed$o de #? tanto en fase l u$daE fase ?apor:
Cv (Tvapor)
Cv(Tcondensado)
Cv prom Cv prom/nal
*$"!$ &
76 0635245
50 893555
*$"!$#!#%'
76 0620219
50 8921525
*$"!$% $%
76 0613641
50 8915386
*$"!$% +$
76 0613863
50 8915593
*$"!$%'#&
76 0619253
50 8920623
*$"!$#+#*$
76 0628276
50 8929045
*$"!$ '&*
76 0639573
50 8939591
*$"!$!#%
76 0652021
50 8951215
*$"!$$ *+'
75 3619344
75 7142066
50 6000376
*$"!$**+
75 3619344
75 7148364
50 6006259
*$"!$+'$+&
75 3615704
75 7152694
50 6010698
*$"!*!%'*
75 3613129
75 715755 50 6015515
*$"!*% ' 75 3611595
75 7163262
50 6021022
*$"!*#'$*&
75 3611595
75 7170635
50 6027918
*$"!* ** 75 360956 75 7178645
50 6035633
*$"!**%!#
75 360956 75 7190291
50 6046535
*$"!+!%+&'
75 360956 75 7205709
50 6060976
*$"!+ #++*
75 360956 75 7226223
50 6080205
*$"!+'*!&$
75 3608547
75 7252802
50 6105255
*$"!'$*&$
75 3610067
75 7288816
50 6138923
*$"%!&**+'
75 3608547
75 7333168
50 6180833
*$"%%*%#%*
75 3609053
75 7390135
50 6234502
*$"% %%$
75 360956 75 746046 50 6300941
*$"% +%$&*
75 360956 75 7545608
50 6381706
*$"%$+&
*
75 360956 75 764746
7
50 647867
7*$"%'#&
+$75 361057
575 776803
150 659382
8*$"##! & 75 361057 75 790756 50 672789
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&' 5 7 1
*$"# $%
75 3611595
75 8068104
50 6882848
*allamos el (alor de E TAL:8A, E ER%8A 8 TER A, Y EL CALOR %A ADO :OR ELS8STE A H = Caudal (V conden )30 Cpt
(Caudal del Volumen #ondensado) U = Masa (serpent n ) Cv ( T SIST 2 )
( asa del l u$do dentro del serpentn)Se #ons$deraron s$gnos pos$t$?os para estos #l#ulos E el #alor total #ed$do para #ada $nter?alo de t$empo es
Qc= U + H + V
Se #ons$der4 F?ap= -*+' 98,9g para el agua
!"#$(%&) ! "#$"o'$ (%&)
"#$ (%&) "#$ (%&)
! 0 0 0! 0 0 0
! 0 0 0
! 0 0 0
! 0 0 0
! 0 0 0
! 0 0 0! 0 16 660844
216 660844
2!"!!!*$
!%13 7454 0 13 746164
!"!!%$!!$
22 909 0 00081424
22 9114173
!"!!##&&
34 3635 0 00058217
34 3663267
!"!!# +
38 9453 0 00034953
38 9481349
!"!!#$+'
41 2362 0 41 2388839
!"!! ! !#'
34 3635 0 0004663 34 3670066
!"!! !!&!
38 9453 0 38 949305
!"!!&'#$ 43 5271 0 43 5330264
!"!!$##$#&
34 3635 0 34 3697262
!"!!+ *#&
34 3635 0 00023328
34 3721056
!"!%! +!%
34 3635 -0 0003499
2
34 3736304
!"!% !!! *# 32 0726 0 0003499 4 32 085950 7!"!%$!%*
$+32 0726 -
0 000116632 088501
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7
!"!%$'+*!
27 4908 -0 0001166
7
27 5076704
!"!%&& *$%
20 6181 0 20 6336476
!"!# +#!!*
27 4908 0 27 5156201
!"!#$*#%
25 1999 -0 0002334
25 2264008
!"! & +'
36 6544 0 36 6998385
!"! &%*
32 0726 -0 0002334
4
32 117888
%" %!#+
34 3635 -16 594883
8
16 4255138
Calor Disi!ado !or el Sistema.
5ara el #l#ulo de del #alor d$s$pado se #al#ula por med$o deQd = Qc Qg
para #ada $nter?alo de t$empo:
tiempo(s)
*+' (,&) "#$ (%&) $ . (%&)
! -1 4641232
7
0 1 46412327
! -1 1244121
2
0 1 12441212
$! -0 6724839
1
0 0 67248391
'! -0 2593519
5
0 0 25935195
%#! 0 04043635
0 -0 0404363
5%&! 0 2648327
80 -
0 26483278
%+! 0 60068172
0 -0 6006817
2#%! 0 9732069
316 660844
215 687637
2# ! 1 1591505
313 746164 12 587013
5#*! 1 3817926
322 911417
321 529624
7!! 1 6413535
834 366326
732 724973
1! 1 7524319
638 948134
937 195703
$! 1 93729314
41 2388839
39 3015908
'! 2 1589671 34 367006
6
32 208039
5#! 2 3065358
438 949305 36 642769
2&! 2 3802851 43 533026 41 152741
7/26/2019 Informe Ultimo Nano
16/18
8 4 3
+! 2 4171328 34 3697262
31 9525934
&%! 2 38026792
34 3721056
31 9918377
& ! 2 38026699
34 3736304
31 9933634
&*! 2 34338483
32 0859507
29 7425658
$!! 2 26967051
32 088501 29 8188305
$ ! 2 19585145
27 5076704
25 3118189
$$! 2 12206627
20 6336476
18 5115813
$'! 2 04817592
27 5156201
25 4674441
*#! 2 0112561 25 2264008
23 2151447
*&! 2 08514764
36 6998385
34 6146908
*+! 2 1589671 32 117888 29 958920
9+%! -3448 4042
16 4255138
3464 82972
Calores 5romed$os
# g d* +0 -' && *1+* & && 0+&% 7000*
!+//+mo. R#'$ m #' o
G100
C
G
Q
Q=
= 31,3868866232,0295866
100
=97,9934177%
7/26/2019 Informe Ultimo Nano
17/18
0 100 200 300 400 500 600 700 800 9000
10
20
30
40
50
Qg Vs t
Tiempo (seg)
Calor 0anado (KJ)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 9000
20
40
60
80
Qc Vs t
Tiempo (seg)
Calor cedido (KJ)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
-40-30-20-10
010203040
Calor 1isipado vs. Tiempo
t (s)
Calor disipado (KJ)
g) A AL8 AR LOS RESULTADOS OFTE 8DOS
7/26/2019 Informe Ultimo Nano
18/18
n las ?ar$a les #on las ue se tra aH4 en esta pr#t$#a se pudo o ser?ar ue sus tenden#$as eran #re#$entesE de todas term$na an por ser un pro#eso esta#$onar$o.
5odemos ?er #on los resultados o ten$dos ue el rend$m$ento o ten$do es astante opt$mo por ue esta-7.--G ?alor ue se a#er#a al 100G
G) CO CLUS8O ES
l la orator$o fue muE pra#t$#o desde al punto de ?$sta de los s$stemas termod$nm$#os#on?en#$onales+ reales s$empre se #omportan de manera re?ers$ le por lo ue s$empre eI$ste perd$das de#alor.
Se ?er$f$#o ue el s$stema muestra un $nter#am $o de energa por parte del refr$gerante ue es el agua E el?apor ue ?$ene del #aldero.
Al aHustar las grf$#as+ se o ser?a ue el error no es tan grande Ea ue se aHuste al #omportam$ento de losdatos o ten$dos.
l tra aHar en el la orator$o #on un $nter#am $ador de #alor+ nos pudo 2a#er #omprender de meHor manerael #on#epto de #alor sens$ le Ea ue el agua tena un $n#remento de temperatura E el #on#epto de #alor latente Ea ue el ?apor #am $a de estado E o ?$amente tu?o un de#remento de temperatura.
i) OFSER AC8O ES
/os #l#ulos se real$3aron #on un tra aHo despre#$a le del ag$tador J eHe=0.
/a pr#t$#a en el la orator$o se la real$3o #on toda la pre#$s$4n ue se pudo E tomando todas las pre#au#$ones para ue los resultados E el tratam$ento de datos lleguen a sal$r #o2erentes
Durante la eIper$menta#$4n se tu?o retrasos Ea ue en mater$al de la orator$o esta a daKado E ten$a fugasas ue se perd$4 t$empo en reparar las fallas
;) F8FL8O%RA7HA
S 8T*, I. .> A ESS *.C. J K8 trodu##i9 a la Termodi "mi#a e 8 ge ier=a u=mi#a @ &ta.d$#$4n @ d. #LraMN$ll
ME %EL, Yu us A> C8 FALA, IoG . J e#" i#a de 7luidos& 7u dame tos ? Apl$#a#$ones @00& @ 1ra. d$#$on @ #LraM>N$ll @ I$#o