EXPERIMENTO: BARCO A VAPOR CASEROMARCO TEORICOLa termodinmica puede definirse como el tema de la fsica que estudia los procesos en los que se transfiere energa como calor y como trabajo. Se efecta trabajo cuando la energa se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecnicos. El calor es una transferencia de energa de un cuerpo a un segundo cuerpo que est a menor temperatura. Es decir, el calor es muy semejante al trabajo. La mquina de vapor es un dispositivo mecnico que convierte la energa del vapor de agua en energa mecnica y que tiene varias aplicaciones en propulsin y generacin de electricidad. Elprincipiobsicodelamquinadevaporesla transformacin de la energa calorfica del vapor de agua en energa mecnica, haciendo que el vapor se expanda y se enfre en un cilindro equipado con unpistn mvil. La mquina de vapor es un dispositivo mecnico que convierte la energa del vapor de agua en energa mecnica y que tiene varias aplicaciones en propulsin y generacin de electricidad.El barco de vapor es un tipo de transporte acutico, cuyo funcionamiento se basa en un motor propulsado por la energa de la evaporacin del agua.OBJETIVOEl principal objetivo de este experimento es explicar la termodinmica (especialmente el proceso termodinmico), por lo tanto decidimos realizar una rplica de un medio mecnico con el cual podamos mostrar algunos de los procesos y leyes termodinmicas que utilizamos da con da.Elegimos el barco de vapor porque demuestra, en una menor escala, que con un proceso como la evaporacin podemos hacer medios de transporte efectivos.En el experimento aplicamos la tercera Ley deNewton, los principios de presin de vapor y transferencia de calor demostrando la funcionalidad de los barcos de vapor como una mquina que a travs del tiempo a solucionadosproblemasalhombrefacilitandosuvidadiaria.El experimento ofrece una fuente de energa limpia, probablemente la gasolina u otros combustibles fsiles resulten ms efectivos, pero el prototipo demuestra que existen formas ms limpias y amigables con el ambiente para lograr la propulsin de vehculosPROCEDIMIENTOJUSTIFICACION TEORICAEl barco de vapor utiliza la primera ley de la termodinmica, la cual se describe como Cambio en la energa interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuadoporelsistema (W).La sustancia de trabajo empieza en un estado termodinmico especfico descrito por su temperatura, presin, volumen y nmero de moles. Pasa por una serie de procesos y vuelve a su estado original.En este experimento se realizan trespasosnecesariosenlaprimeraleydela termodinmica:1.- Una cantidad de calor Q se suministra a la mquina desde un recipiente a alta temperatura T.El calor de la combustin de la vela se transmite al tubo de cobre y calienta el agua que se encuentra en al interior de la caita. Este aporte de calor hace aumentar la temperatura del agua hasta llegar a la temperatura de ebullicin.2.- La mquina realiza un trabajo mecnico W mediante la utilizacin de una parte del calor de entrada. La ebullicin del agua de la caita produce vapor a la presin suficiente como para desplazar al agua lquida, la cual ejerce una fuerza que impulsa el barco. El movimiento se produce por el principio de accin y reaccin, si impulsas algo hacia atrs (el vapor en este caso) recibes un empuje equivalente en sentido contrario por lo que el agua que se ve obligada a salir por la tobera de popa del barco con una cierta velocidad de salida. 3.- Una cantidad de calor Q se libera el recipiente de baja temperatura T. Al aumentar el volumen ocupado por el vapor a lo largo de la caita, alcanza una regin que est a una temperatura inferior a los 100 grados centgrados y que antes estaba ocupada por el agua lquida. Al llegar a esa regin fra de la caita, el vapor de agua se condensa volviendo a su estado lquido. El agua del exterior, empujada por la presin atmosfrica, llena de nuevo la caita. La superficie del agua dentro de la caita vuelve de nuevo a la situacin inicial.