TH5 Proceso de Expansión de un Gas Perfecto Equipo Didáctico Equipo de Formación Profesional Equipo de Laboratorio Térmico
DESCRIPCIÓN
El aparato consta de dos recipientes rígidos interconectados de pie, uno equipado para operar bajo presión y el segundo al vacío.
Una bomba de aire operada eléctricamente conectada a la parte superior de los recipientes, junto con válvulas y tomas, permite presurizar o evacuar el recipiente apropiado según sea necesario para adaptarse al ejercicio de enseñanza.
Los recipientes se pueden usar de forma independiente o en conjunto para permitir que se evalúen diferentes procesos termodinámicos. Un sensor de presión conectado a cada recipiente y un sensor de temperatura dentro de cada recipiente permiten que los cambios en las propiedades del aire contenido dentro de los recipientes se controlen de forma continua.
Ambos recipientes están construidos de plástico rígido transparente, que proporciona un ligero aislamiento entre el aire dentro del recipiente y el entorno para reducir el calentamiento/enfriamiento. Esto también permite que cada recipiente y su contenido regresen a la temperatura ambiente razonablemente rápido.
La capacidad del recipiente presurizado es de aproximadamente 23 litros.
La capacidad del recipiente evacuado es de aproximadamente 9 litros.
Cada recipiente incorpora las siguientes características:
Conexión a la bomba de aire a través de una válvula de aislamiento para permitir la presurización/evacuación del recipiente
Conexión a un sensor piezorresistivo para medir la presión/vacío dentro del recipiente (rango de ambos sensores ±34,5 kN/m2)
Conexión a una válvula y una tubería de gran diámetro para permitir la despresurización/presurización del recipiente hacia/desde la atmósfera (la válvula se abre y se cierra rápidamente para proporcionar un pequeño cambio de paso en la presión)
Interconexión entre los dos recipientes a través de una válvula y una tubería de gran diámetro (cambio rápido) y una válvula y una tubería de pequeño diámetro (cambio gradual)
Termistor de respuesta rápida para controlar la temperatura del aire dentro de la válvula de alivio para evitar la sobrepresurización
Todas las fuentes de alimentación, los circuitos de acondicionamiento de señales, etc. están contenidos en una consola eléctrica simple con dispositivos de protección de corriente adecuados y un RCD para la protección del operador. La consola está diseñada para colocarse sobre una mesa de trabajo por encima de los recipientes de presión y vacío e incorpora conexiones eléctricas para la bomba de aire y los sensores. Las lecturas de los sensores de presión y termistores se muestran en un medidor digital común con un interruptor selector en la parte frontal de la consola.
Todos los sensores electrónicos importantes utilizados en la unidad proporcionan salidas para el registro y análisis de datos. El registrador de datos, que se proporciona con la unidad, interactúa entre la unidad y la computadora del usuario mediante un puerto USB.
El paquete de software educativo opcional permite el registro de datos, la representación gráfica y proporciona instrucciones completas para configurar el equipo y realizar los experimentos.
Se proporcionan todos los textos teóricos y de ayuda relacionados. El software requiere una computadora (no incluida) con Windows 7 o posterior y un puerto USB.
También se puede utilizar un registrador gráfico proporcionado por el usuario.
Como los ejercicios de enseñanza requieren que se observen y registren las respuestas transitorias de presión y temperatura, es necesaria una de estas opciones de registro.
CONTENIDO EXPERIMENTAL
Los ejercicios didácticos permitirán al alumno familiarizarse con los siguientes temas:
La ecuación de energía en estado no estacionario
El comportamiento de un gas perfecto y sus ecuaciones descriptivas
Un proceso adiabático reversible (expansión isentrópica)
Un proceso de volumen constante
Un proceso adiabático irreversible
Conversión de unidades de presión
Un proceso de energía interna constante
Procesos politrópicos, con el caso límite de n = Gamma
Conversión de unidades de presión
Presiones manométricas y absolutas
La ecuación de energía en estado no estacionario (en modo vacío)
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