BARCO A VAPOR TERMODINÁMICO INTEGRANTES: Bibiana Rodríguez Laura Liliana Triana Carlos Alberto Chinome
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Continuando con la promoción y desarrollo de la cátedra de termodinámica de la Universidad Manuela Beltrán, se plantea la necesidad de estudiar las propiedades y funcionamiento del BARCO A VAPOR TERMODINÁMICO CASERO, el cual consiste en introducir agua al interior de un envase metálico, el cual al calentarse por la transmisión de calor de un mechero a la lata en la cual el agua, pasa a estado gaseoso (vapor) y aumenta la presión en el interior del envase. Así mismo, se profundizara en las propiedades y conceptos básicos necesarios para entender el tema.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Desarrollar un trabajo valorativo sobre el funcionamiento del barco a vapor casero, el cual basamos su funcionamiento en la teoría termodinámica. OBJETIVO ESPECIFICOS Diagnosticar el uso de fuentes alternativas de energía. Identificar las alternativas existentes en el medio para la construcción del barco propulsado a vapor.
CONCEPTOS Vapor de agua: Es un gas que se obtiene por evaporación o ebullición del agua líquida o por sublimación del hielo. Es inodoro e incoloro. Energía: Es la capacidad para obrar, poner en movimiento o transformar algo. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. Es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece en el tiempo. Máquina de vapor: Es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica.
CONCEPTOS Barco: Embarcación de cualquier especie, que tiene generalmente, como actividad principal la navegación marítima. Condensación: Paso de un vapor del estado gaseoso al estado líquido. Evaporación: La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición.
MATERIALES DEL PROYECTO Lata o frasco de aluminio de gaseosa o cerveza, completamente sellada. Alambre acerado. Puntilla Alcohol etílico Algodón Jeringa bandeja
METODOLOGÍA Inicialmente se toma una lata de aluminio a la cual se le abre un orificio en la parte inferior apoyados con una puntilla; esto es con el fin de permitir retirar el liquido del envase, poderlo llenar con agua y sirva de salida para el vapor de agua. Es importante tener en cuenta que la lata debe conservarse bien sellada o sin desperfectos para evitar que al momento de realizar la prueba, se escape el vapor de agua.
METODOLOGÍA Luego con el alambre se realizan dos aros, se ponen en los extremos de la lata
METODOLOGÍA Con otro pedazo de alambre se hace una base donde se pone el algodón para la fuente de calor.
METODOLOGÍA Después el prototipo del barco se pone sobre una bandeja que flote, con la base del algodón Con ayuda de una jeringa se pone un poco de agua dentro de la lata por el hueco que se hizo al principio
FUNCIONAMIENTO Cuando el agua se calienta y se vuelve vapor se genera una mayor presión dentro de la lata, como la única salida que hay para liberar presión es el orificio en la parte inferior, el calor se convierte en energía y provoca un movimiento cinético del aire circundante a la lata, lo que hace que se mueva.
CONCLUSIONES A temperaturas muy por debajo del punto de ebullición, algunas de las partículas se mueven tan rápidamente que pueden escaparse del liquido, haciendo que la energía cinética del liquido disminuya. Cuando el sistema es cerrado se genera vapor. La presión dentro de la lata hace que el vapor salga fuertemente y produzca el movimiento del aire circundante. Esto se produce por el principio de Acción Reacción de Newton. Si un cuerpo actúa sobre otro con una fuerza (acción), éste reacciona contra aquél con otra fuerza de igual valor y dirección, pero de sentido contrario (reacción).
CONCLUSIONES El principio de Acción Reacción de Newton expone que Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria, ósea las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. De esta forma la energía vectorial que sale del orificio de la lata se encuentra con la energía circundante del aire y genera un movimiento contrario. Es decir, hacia adelante. Gracias al sistema creado se explica la primera ley de la Termodinámica que se define como La conservación de la energía. Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiara
BIBLIOGRAFIA La Termodinámica en la Ingeniería Química. Parte II: Leyes de la Termodinámica Enviado por Francisco Santander, 7 Marzo, 2010-01:33. Artículos Ingeniería Química Básica http://www.ingenieriaquimica.org/foros/leyes-la-termodinamica Francisco las rozas (discusión contribuciones), 24 oct 2003 AVIADOR (discusión contribuciones) http://es.wikipedia.org/wiki/energ%c3%ada_hidr%c3%a1ulica Principio de acción y reacción (tercera ley de Newton) La guía de Física http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/leyes-de-newton/principiode-accion-y-reaccion-tercera-ley-de-newton#ixzz30wweefc6 http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/jgr/fisest0506/repasotermo.pdf