11UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSÍ FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS LABORATORIO DE: Fisicoquímica I NOMBRE DE LA PRÁCTICA Reversibilidad Termodinámica PRELABORATORIO No. : 2 POSTLABORATORIO No. NOMBRE DEL ALUMNO : Abigail Martínez FECHA: 11 de febrero de 2020. DÍA: Jueves. HORA: 13:00-15:00 MAESTRO DE LA PRÁCTICA: Aide de Carmen Cruces Ríos CALIFICACIÓN __________ FIRMA DE CONFORMIDAD _____________ REVERSIBILIDAD TERMODINÁMICA OBJETIVO Comprobar los procesos reversibles e irreversibles y demostrar el concepto de reversibilidad termodinámica empleando un sistema de fuerzas generales en una balanza analítica. GUÍA DE ESTUDIOS 1. Defina el concepto de fuerza R= Es la capacidad para realizar un trabajo físico o un movimiento, así como también la potencia o esfuerzo para sostener un cuerpo o resistir un empuje. 2. ¿Cómo se logra el equilibrio mecánico en un sistema donde actúan varias fuerzas? R= Para que un sistema tenga un equilibrio mecánico se necesita que las fuerzas presentes en el, como una fuerza de acción y una fuerza de reacción sean idénticas, para que la fuerza resultante se mantenga igual a cero. 3. Escriba la ecuación que define el trabajo termodinámico WT = F0d cos θ 4. Explique en qué consiste el giro de un sistema de coordenadas x,y R= En el cambio de un sistema de coordenadas rectangular (x, y) a otro con el mismo origen y girado un ángulo α (x0, y0), la situación queda definida completamente por este ángulo, de forma que las nuevas coordenadas pueden expresarse mediante la antiguas coordenadas y las correspondientes razones trigonométricas (seno y coseno). 5. Defina trabajo producido y trabajo destruído en el entorno, ¿Con qué signo aritmético identifica a cada uno? R= Cuando en el sistema se eleva la masa en el entorno se produce trabajo y tiene signo positivo. En cambio, si el entorno actúa sobre el sistema, baja la masa y se considera trabajo negativo, por lo tanto, se destruye el trabajo. 6. En general, ¿cuál es el orden de magnitud de un incremento o delta de fuerza ∆F y cuál el orden de magnitud de un diferencial de fuerza dF? R= Cuando la fuerza resultante es muy grande, pero finita, Fr = ∆F, se dice que se está realizando un proceso o un cambio irreversible. Cuando la fuerza resultante es una cantidad muy pequeña se le puede atribuir un diferencial, Fr = ⅆF, el proceso se define como un proceso reversible. 7. ¿Qué es un proceso reversible y cuáles son sus características? R= Un proceso reversible se da cuando se tiene un diferencial de fuerzas en la resultante. Se tienen velocidades cercanas a cero y tiempos infinitamente grandes. Es semejante al equilibrio. 8. ¿Qué es un proceso irreversible y cuáles son sus características? R= Un proceso irreversible se da cuando se tiene un delta F en la resultante de la suma de fuerzas, es decir una diferencia muy grande. Se da a velocidades muy grandes y tiempos muy cortos. 9. Explique ¿por qué la fricción es un factor que causa que un proceso sea irreversible? R= Porque cuando se aplica una fuerza de acción en una superficie donde tiene contacto con el suelo, este tendrá a generar una fricción (fuerza de reacción) que en algún punto o puede ser mayor o menor y esto lo convierte en un proceso irreversible, ya que la fuerza resultante será diferente de cero. 10. ¿Cuál es la diferencia entre un ciclo reversible y uno irreversible? En un ciclo reversible, tanto el sistema como el entorno vuelven a sus condiciones iniciales y solo intervienen en él procesos reversibles. En un ciclo irreversible, el sistema regresa a sus condiciones iniciales, pero no así el entorno y por lo menos uno de los procesos que intervienen en él es irreversible. 11. En general, ¿cómo se obtiene el trabajo y el calor de un ciclo? Para el trabajo es Wciclo = ∮W = W1 + W2 + W3 … Para el calor es Qciclo = ∮Q = Q1 + Q2 + Q3 … 12. Investigar las características CRETIB de los residuos que se generan en la práctica, así como el tratamiento que se les dará a los mismos. REVERSIBILIDAD TERMODINÁMICA INICIO 1 1.Coloque en el platillo derecho una masa de 30g. 2.Suelte el freno de la balanza y compruebe que la aguja se mantenga en 0. 3.Agregue una pesa de 20 mg al platillo derecho. 4.Suelte el freno de la balanza y mida el tiempo en el que el fiel se desplaza desde el 0 hasta la última línea de la escala. 5.Repetir este último paso las veces que sean necesarias para obtener 3 tiempos iguales. Anote ese tiempo redondeando a décimas. 6.Quite la pesa anteriormente colocada. 7.Repita los pasos 3 al 6, pero ahora agregando la pesa de 30mg, luego la de 50 mg, después la de 100 mg y finalmente la de 200 mg. 2 1.Coloque en el platillo derecho una pesa de 20 g, una de 5g, una de e g, una de 1 g, una de 500 mg, una de 200 mg, dos de 100 mg, una de 50 mg, una de 30 mg, y una de 20 mg. 2.Suelte el freno de la balanza y compruebe que la aguja se mantenga en 0. 3.Quite una pesa de 20 mg del platillo derecho. 4.Suelte el freno de la balanza y mida el tiempo en el que el fiel se desplaza desde el 0 hasta la última línea de la escala. 5.Repetir este último paso las veces que sean necesarias para obtener 3 tiempos de desplazamiento iguales. Anote ese tiempo. 6.Repita los pasos 3, 4 y 5 quitando ahora, otra pesa de 30 mg, luego la de 50 mg, después la de 100 mg y finalmente la otra de 100 mg. 7.Deje el freno puesto y quite todas las pesas empleadas. 8.Deje el freno y quite todas las pesas del platillo derecho. FIN Bibliografía: 1. Serway, Raymond A. & Beichner, Robert J. (2002) Física para ciencias e ingeniería Tomo 1. México: McGraw-Hill 5ta edición pp. 2. Manual de practicas de laboratorio de Fisicoquímica I (Enero-Agosto 2020) FCQ-UASLP pp. 1-5.
