Universidad Privada Boliviana

Informe de laboratorio de qumica

LABORATORIO No 3

DETERMINACIN DE LA CALIDAD DE VAPOR

Nombres de los participantes:

Caldern Flores Ivana

Pardo Herbas Glorian

Rosas Ampuero Janice

Serrano Condarco Paola

Fecha en que se efectu el experimento: .20/02/2015

Fecha de entrega del informe: 25/02/2015

Calificacin..................

1. INTRODUCCIN

a) Marco Terico

El estado de vapor es la fase gaseosa de una sustancia cuando sta se encuentra por debajo de su temperatura crtica, en el que las molculas interaccionan dbilmente entre s, sin formar enlaces moleculares adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible.

No hay que confundirlo con el concepto de gas, aunque se suela utilizar ambos indistintamente. El trmino vapor se refiere estrictamente a aquel gas que se puede condensar por presurizacin a temperatura constante o por enfriamiento a presin constante, mientras que un gas perfecto requiere el proceso de licuefaccin, para pasar al estado lquido.

Ttulo de vapor o calidad del vapor

El ttulo de vapor es el porcentaje en masa de vapor en una mezcla lquido-vapor y suele denotarse con la letra x:

=

+

El valor de vara desde 0 (lquido saturado) hasta 1 (vapor saturado). Para valores del ttulo cercanos a 1 se tiene una masa de lquido pequea en forma de gotitas en suspensin. Para valores inferiores el lquido se deposita sobre el fondo del recipiente por efecto de la gravedad. La coexistencia de lquido y vapor se indica normalmente con el trmino vapor hmedo o mezcla de vapor saturado.

Se dice que si un sistema est en equilibrio de fases liquido vapor saturado entonces el valor de

la entalpia h es:

= +

Donde h es la entalpia especifica del sistema. La masa total del sistema, que est definida por

la siguiente ecuacin:

= +

V= vapor saturado y l=liquido saturado.

Si dividimos esta ecuacin entre la masa total del sistema. Obtenemos lo siguiente:

= +

En la nueva ecuacin podemos observar dos nuevas variables: xv = fraccin msica de vapor

saturado conocido tambin como habamos visto en primera instancia como calidad o ttulo de

vapor xl= fraccin msica de lquido saturado.

Conociendo que: (1 ) = obtenemos la siguiente ecuacin:

= + (1 )

http://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura_cr%C3%ADticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_qu%C3%ADmico#Enlace_intermolecularhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gashttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensaci%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Licuefacci%C3%B3n_de_gaseshttp://es.wikipedia.org/wiki/Masa_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_%28estado%29http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad

b) Objetivo

Determinar la calidad del vapor hmedo generado a presin atmosfrica usando el mtodo

descrito en la teora, como tambin el contenido energtico de la lnea de vapor.

2. DESCRIPCIN DEL PROCEDIMIENTO

3. CLCULOS Y RESULTADOS

Condiciones de presin y temperatura del Laboratorio

= 555 = 0.07398 = 0.7398

= 21C + 273.15 = 294.15 K

H2O a 21C = 0.99802 gr

ml

El calormetro consisti en un envase de plastoformo con tapa y un termmetro, del cual se

tomaron los siguientes datos:

Tabla 1. Datos de Calormetro

mca [g] 42.82

Vca [ml] 680

Se recopilaron los siguientes datos concernientes al agua que estuvo dentro del calormetro:

Tabla 2. Datos experimentales recopilados

M1 T1 M2 T2 M3 TF 530 g 21C 540 g 35C 720 gr 33C

Tambin se anot la temperatura de ebullicin del agua en el matraz, que fue de 91C.

Masa de fluido y Masa de gas

= 1 (. )

= 487.18 []

= = 2 1 (. )

= 10 []

Calidad X

=

(. )

=

+ =

10

497.18 = 0.02011

Uso de tablas termodinmicas

H en la lnea de vapor

La frmula que se utiliz para hallar dicha entalpia es la siguiente:

= + (1 ) (. )

Para encontrar las entalpias de lquido y vapor se utiliza la tabla de vapor saturado, en el cual se

busca la presin atmosfrica dada.

Figura 1. Tabla Termodinmica

Como se puede ver en la Figura 1. La presin necesitada se encuentra entre 0.7 y 0.75, por lo

que se interpolar para encontrar los valores necesarios.

Interpolacin para hliquido:

0.7398 0.7

0.75 0.7=

376.8

384.5 376.8 = 382.9292

Interpolacin para hvapor:

0.7398 0.7

0.75 0.7=

2660.1

2663 2660.1 = 2662.4084

Entonces, reemplazando en la (Ec.4):

= (2662.4084 0.02011) + (1 0.02011) 382.9292 [

]

= 428.7695

Interpolacin para T:

0.7398 0.7

0.75 0.7=

90

91.8 90 = 91.4328

o Clculos Extras.

Se puede determinar el estado de una sustancia conociendo su presin y temperatura usando

las tablas de lquido saturado y comparndola con su presin de saturacin. A continuacin se

muestra en el estado inicial y final del agua en el calormetro, como tambin el que se

encontraba en el punto de ebullicin.

INICIAL

{ = 294.15 = 0.07398

Interpolacin para presin de saturacin:

294.15 290

295 290=

0.001919

0.002620 0.001919

= 0.002501 []

>

FINAL

{ = 308.15 = 0.07398

Interpolacin para presin de saturacin:

308.15 300

305 300=

0.003536

0.004718 0.003536

= 0.005463 []

>

EBULLICIN EN EL MATRAZ

{ = 364.15 = 0.07398

Interpolacin para presin de saturacin:

364.15 360

365 360=

0.06215

0.07521 0.06215

= 0.07299 []

Sabiendo que el flujo msico expresa la variacin de la masa en el tiempo a travs de un rea

especfica, se puede calcular el flujo msico que se tuvo en la lnea de vapor:

=

(. )

= 10

25 = 0.4

1

1000

1

60 = 6.6667 106

Conociendo la densidad y el volumen del calormetro es posible calcular el porcentaje de la

capacidad del calormetro que fue llenado:

=

=

100 = 71.79%

4. DISCUCIN Y CONCLUSIONES

La calidad de vapor encontrada en el calormetro fue de 0.02011, el cual es bajo y

esperado, ya que el vapor que entrara en ste se vera enfrentado con un 71.79%

volumen de agua lquida.

El contenido energtico H encontrado en la lnea de vapor fue de 428.7695

, en el

cual resaltamos el valor positivo como una ganancia del sistema por parte del calor

transmitido por el mechero.

Se puede observar que en el clculo de la entalpia, la interpolacin para la temperatura

a la presin dada, la cual fue de 91.4328 . Del cual se puede determinar un porcentaje

de error sistemtico:

% =|91 91.4328|

91.4328 100 = 0.4733 %

5. CUESTIONARIO

1) Qu se entiende por vapor hmedo?

R.-Se refiere a un proceso de evaporizacin, en la cual coexiste una parte lquida y otra de

vapor, es decir una mezcla de lquido saturado y vapor saturado.

2) Cmo se define la calidad de vapor?

R.- Es el porcentaje en masa de vapor en una mezcla lquido-vapor.

6. BIBLIOGRAFA

o laboratoriodefisicoquimica.files.wordpress.com/2009/03/practica-no-13-

determinacion-de-la-calidad-de-vapor.pdf (23/02/2015)

o mandelbrot.fais.upm.es/html/Laboratorios/Termodinamica/practicas/practica1_La

boTermo_guion.pdf (23/02/2015)

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