FORMATO DE PRCTICAS DE LABORATORIO DEBE CONTENER:

INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS

REPORTE DE PRACTICA DE LABORATORIOASIGNATURA:

TERMODINMICA

CARRERA:

INGENIERIA PETROLERA

INDICEIntroduccin..Pg.3

Practica 3 procesos de cambio de fase de una sustancia pura...Pg.4-8

Fotos de practica #3..................................................Pg.9-10

Primer experimento..Pg.11

Segundo experimento..Pg.12

Conclusin.Pg.13

INTRODUCCINUna sustancia que tiene una composicin qumica fija recibe el nombre de sustancia pura.Por ejemplo el agua, el nitrgeno, el helio y el dixido de carbono son sustancias puras. Una sustancia pura no tiene que ser de un solo elemento qumico o compuesto la mezcla de diferentes elementos o compuestos qumicos tambin es una sustancia pura siempre que la mezcla sea homognea.El aire por ejemplo es una mezcla de varios gases con frecuencia se considera como una sustancia pura porque tiene una composicin qumica estable y uniforme.

Una mezcle de dos o ms fases de una sustancia pura sigue siendo sustancia pura siempre que la composicin qumica de las fases sea la misma.

Ejemplo: una mezcla de hielo y agua es una sustancia pura porque ambas fases tienen la misma composicin qumica.

El aire lquido y el aire gaseoso no es una sustancia pura

Fases de una sustancia pura.

Las sustancias en fases deferentes a temperatura y presin ambiente. El cobre es un slido, el mercurio es un lquido y el nitrgeno es un gas, en condiciones diferentes cada uno aparece en una fase diferente aunque hay tres fases principales. Slida, liquida y gaseosa. Una sustancia tiene varias fases dentro de una fase principal cada una con una estructura molecular diferente los enlaces moleculares ms fuertes se da en los slidos y los ms dbiles se da en los gaseosos.Las molculas de un slido se arreglan en un patrn tridimensional que se repite por todo el sistema. El espacio molecular en la fase liquida es parecido a la fase solida excepto que las molculas no mantienen posiciones fijas entre s. En un lquido, un grupo de molculas flotan unas con otras.

En la fase gaseosa las molculas estn bastante apartadas unas de otras y no hay un orden molecular las molculas de gas se unen al azar en continuo choque entre si y con las paredes de resistentes por tanto el gas debe liberar una gran cantidad de energa antes de que pueda condensarse o congelarse.PRACTICA No.3

PROCESO DE CAMBIO DE FASE DE UNA SUSTANCIA PURAOBJETIVO.

Que el alumno aplique los conceptos bsicos en la explicacin del proceso de cambio de fase de una sustancia pura cualquiera, observando el cambio de estado que sufren durante el transcurso y las propiedades que varan.

FUNDAMENTO TERICO.

CAMBIO DE FASE

Se denomina cambios de fase a variaciones bruscas en alguna propiedad de un material que ocurran a una temperatura bien definida. El ejemplo ms usual de cambios de fase es el paso de un material entre sus estados slido, lquido y gaseoso. Otros ejemplos de cambios de fase son el paso de una estructura cristalina a otra en hielo a distintas presiones, la propiedad magntica adquirida o perdida por algunos materiales a ciertas temperaturas, y la prdida de la resistencia elctrica a muy bajas temperaturas (superconductividad) en el caso de algunos materiales.

Para el caso de los cambios de estado slido, lquido y gaseoso en un material, la temperatura a que ocurre el cambio depende de la presin a que est sometido el material. Por ejemplo, el agua pasa de estado lquido a gaseoso (hierve) a ms de 100C si la presin es mayor que la atmosfrica, y a menos de esa temperatura si la presin es menor que la atmosfrica. Tal vez sorprenda enterarse que en las chimeneas submarinas la mezcla agua lquida/vapor de agua emana a ms de 300C. Pero la temperatura del agua que sale no es sorprendente si se razonaque a algunos kilmetros de profundidad la presin del agua es del orden de varios cientos de atmsferas, as que el agua hierve a temperaturas bastante por arriba de 100C.

En la naturaleza existen tres estados usuales de la materia: slido, lquido y gaseoso. Al aplicarle calor a una sustancia, sta puede cambiar de un estado a otro. A estos procesos se les conoce como Cambios de Fase. Los posibles cambios de fase son:

de estado slido a lquido, llamado fusin,

de estado lquido a slido, llamado solidificacin,

de estado lquido a gaseoso, llamado evaporacin o vaporizacin,

de estado gaseoso a lquido, llamado condensacin,

de estado slido a gaseoso, llamado sublimacin progresiva, y

de estado gaseoso a slido, llamado sublimacin regresiva.

DIAGRAMA PVT

El diagrama PVT es la representacin en el espacio tridimensional Presin - Volumen especfico - Temperatura de los estados posibles de un compuesto qumico.

Estos estados configuran en el espacio PVT una superficie discontinua, debindose las discontinuidades a los cambios de estado que sufre el compuesto al variarse las condiciones de presin y temperatura, que son las variables que suelen adoptarse como independientes en los estudios y clculos termodinmicos, principalmente por la relativa sencillez de su medida.

Las superficies delimitan las zonas de existencia de la fase slida, la fase lquida y la fase gaseosa. CILINDRO- EMBOLO

EQUIPOREACTIVO

Parrilla

Vaso de precipitados de 1 L

TermmetroAgua (H2O)

DESARROLLO.

1. Encendemos la parrilla elctrica

2. Llenamos el vaso precipitado de 1L con agua

3. Colocamos el vaso con la sustancia pura en este caso agua sobre la parrilla

4. Introducimos el termmetro dentro del vaso para medir los cambios de temperatura

5. Dejamos que el agua llegara a su punto de ebullicin.

6. Observamos que sucede durante el proceso de cambio de fase, en cuanto a sus propiedades de presin, temperatura y volumen.OBSERVACIONES.PROPIEDADESPRESION (P)VOLUMEN (V)TEMPERATURA (T)

ESTADO INICIAL

ESTADO 2

ESTADO 3

ESTADO 4

ESTADO 5

ESTADO FINAL

ESQUEMAS.

DIAGRAMA P-V para el proceso de calentamiento de agua a presin constante.

FOTOS DE LA PRCTICA

CALCULOS Y RESULTADOS

PRACTICA #3Primer experimento Calentar y checar cada 5 minutos hasta llegar a la ebullicin.

TEMPERATURANORMAL28C

1+5 MIN40C

2+5 MIN56C

3+5 MIN72C

4+5 MIN85C

5+5 MIN99C

Tiempo total= 25 minPunto de burbuja = 99cPunto de ebullicin= 99.5c

El volumen del agua se mantuvo solo bajo lo minimo.PRACTICA #3Secundo experimento

Generar vaporSe coloca en la parrilla un matraz con un tubo y una manguera para dejarlo hervir y generar vapor a cierta temperatura se coloca el vapor en una lata a travs de la manguera e inmediatamente se introduce a un recipiente de agua fra, esta vapor absorbi 250 ml de agua en liquido as que el vapor quedo fue de :Volumen de lata = 355 ml

Agua absorbida = 250 ml

Volumen de vapor = 105 ml

CONCLUSIN.

Es toda sustancia que tiene su composicin qumica homognea e invariante

Ejemplo: el agua, el nitrgeno, el oxgeno, el amonaco y muchos ms.

La sustancia pura puede presentarse en distintas fases: slido, lquido y gaseosa. Dependiendo de los valores de presin y temperatura una sustancia puede estar como slido, lquido o vapor o presentarse en dos o tres fases a la vez.

CAMBIOS DE FASEExisten en la naturaleza muchas situaciones en que dos fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio. El agua existe como lquido y vapor dentro de una olla de presin. El agua slida o hielo a la temperatura y presin normales del ambiente comienza su proceso de condensacin. A pesar de que todas las fases de las sustancias son importantes, solo se estudiarn las fases lquido y vapor y su mezcla.

En el estudio de la sustancia pura se toma como ejemplo el agua por ser una sustancia muy familiar.

En los slidos los enlaces moleculares son ms fuertes, mientras que en los gases son ms dbiles. Esto se debe a que en los slidos estn ms cercanas las molculas entre s y en los gases se encuentran separadas por grandes distancias.

Tambin es necesario saber que las molculas en un slido permanecen en una posicin no muy fija, estn en movimiento continuo respecto a su posicin de equilibrio.

La velocidad que las molculas alcanzan en estos movimientos depende directamente de la temperatura. Cuando la temperatura es elevada, la velocidad alcanza un punto donde las fuerzas entre las molculas disminuyen y el grupo de molculas se apartan. A esto se le conoce como el comienzo del proceso de fusin.

Como ya dijimos en la fase gaseosa las molculas estn muy separadas, eso aparte de que no hay un orden molecular, se mueven de un lado a otro; lo que ocasiona que sus fuerzas moleculares sean muy pequeas.

En esta fase las molculas tienen un mayor nivel de energa que en la del lquido y el slido; y lo que nos da a entender esto es que un gas, cuando lo queremos condensar o congelar debe liberar antes una gran cantidad de su energa.

VAPOR SOBRECALENTADO

LIQ. SATURADO

MEZCLA SATURADA

VAPOR SATURDADO

LIQ. COMPRIMIDO

LIQUIDO COMPRIMIDO

LIQUIDO SATURADO

MEZCLA SATURADA

VAPOR SATURADO

VAPOR SOBRECALENTADO

200

100

20

v

2

3

4

5

T, C

PAGE Elabor: Ing. Pedro Salvador Rosas 13