Articulo Barco A Vapor (autoguardado) 2ic5w

EXPERIMENTO BARCO A VAPOR ChristianQuintero 1650081., Manuel Herrea 1650060 UFPS

RESUMEN Este proyecto fue realizado para explicar la termodinamica en la cotidianidad del hombre aplicando la tercera Ley de Newton demostrando la funcionalidad de los barcos de vapor como una máquina que a través del tiempo a solucionados problemas al hombre facilitando su vida diaria. Escogimos esta máquina porque su aparición supuso toda una revolución en la navegación marítima mundial ya que no dependían tanto de los vientos y corrientes.

ABSTRACT This project was undertaken to explain thermodynamics in everyday man applying Newton's third law of demonstrating the functionality of steamboats as a machine that over time a man solved problems by facilitating their daily lives. We chose this machine because its appearance marked a revolution in the global maritime navigation and not as dependent on the winds and currents.

I. INTRODUCCIÓN La termodinámica puede definirse como el tema de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el calor es muy semejante al trabajo. Por lo tanto nosotros decidimos realizar una replica de un medio mecánico con el cual podamos mostrar algunos de los procesos y leyes termodinámicas que utilizamos día con día. Con esto decidimos hacer un barco o máquina de vapor, ya que puede ser un dispositivo mecánico que convierte la energía del vapor de agua en energía mecánica y que tiene varias aplicaciones en propulsión y generación de electricidad. El principio básico de la máquina de vapor es la transformación de la energía calorífica del vapor de agua en energía mecánica, haciendo que el vapor se expanda y se enfríe en un cilindro equipado con un pistón móvil. La máquina de vapor es un dispositivo mecánico que convierte la energía del vapor de agua en energía mecánica y que tiene varias aplicaciones en propulsión y generación de electricidad. II. OBJETIVOS 1. Conocer y aplicar principios físicos en un ejercicio práctico como el barco a vapor 2. Desarrollar la capacidad para experimentar e investigar sobre un proceso termodinamico que requiere de ingenio al construir maquinarias.

III. MARCO CONCEPTUAL Máquina de vapor: dispositivo mecánico que convierte la energía del vapor de agua en energía mecánica y que tiene varias aplicaciones en propulsión y generación de electricidad. El principio básico de la máquina de vapor es la transformación de la energía calorífica del vapor de agua en energía mecánica, haciendo que el vapor se expanda y se enfríe en un cilindro equipado con un pistón móvil. El 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. Muy enrarecido, el vapor de agua es responsable de la humedad ambiental. En ciertas condiciones, a alta concentración, parte del agua que forma el vapor se condensa y se forma niebla o, en concentraciones mayores, nubes. Barco: Un barco es cualquier construcción cóncava y fusiforme, de madera, metal, fibra de vidrio hormigón u otro material, que por su forma es capaz de flotar en el agua y que se utiliza para navegar como medio de transporte. Barco, por consiguiente, es un término genérico con el que se puede referir tanto a una ligera canoa como a un imponente portaaviones. También se puede considerar como barco a todo vaso flotante de forma simétrica respecto de un plano longitudinal vertical, llamado plano de crujía, provisto de medios de propulsión y gobierno, que reúne las siguientes condiciones de Flotabilidad, Solidez o resistencia, Estanqueidad, Estabilidad, y Navegabilidad (Velocidad y evolución) IV. CONTENIDO Primero que nada debemos mencionar que es imposible construir una máquina que, funcionando de manera continua, no produzca otro efecto que la extracción de calor de una fuente y la realización de una cantidad equivalente de trabajo. Para dicho experimento y la termodinámica, es imprescindible establecer una clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna.

El barco de vapor utiliza la primera ley de la termodinámica, la cual se describe como : Eint = Q–W Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) - Trabajo efectuado por el sistema(W) La sustancia de trabajo empieza en un estado termodinámico específico descrito por su temperatura, presión, volumen y número de moles. Pasa por una serie de procesos y vuelve a su estado original. En este proceso cíclico, las energías internas inicial y final son iguales. Para entender más sobre el experimento y la primera ley de la termodinámica podemos decir que es útil imaginar un gas encerrado en un cilindro (en el barco de vapor sería el tubo de cobre), una de cuyas expulsiones es una salida móvil (los orificios de el tubo de cobre que ayudan a la expulsión del vapor) y que mediante un mechero o una vela podemos agregarle calor. El cambio en la energía interna del gas estará dado por la diferencia entre el calor agregado y el trabajo que el gas hace al levantar el émbolo contra la presión atmosférica. Con esto podemos entender que se realizan tres pasos necesarios en la primera ley de la termodinámica: 1.- Una cantidad de calor Q se suministra a la máquina desde un recipiente a alta temperatura T. 2.- La máquina realiza un trabajo mecánico W mediante la utilización de una parte del calor de entrada. 3.- Una cantidad de calor Q se libera el recipiente de baja temperatura T. La eficiencia de una máquina térmica se define como la razón del trabajo útil realizado por una máquina respecto al calor suministrado, lo que quiere decir que al momento de generar calor en el tubo de cobre, se generará el trabajo necesario para absorber calor de entrada y así liberar calor de salida a poca temperatura haciendo que se realice un proceso de propulsión y el barco pueda moverse. No cabe mencionar que por otro lado el barco de vapor también usa la segunda ley o principio de la termodinámica ya que esta menciona que "La cantidad de entropía de cualquier sistema aislado termodinámicamente tiende a incrementarse con el

tiempo". Más sencillamente, cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico. El segundo principio se usa a menudo como la razón por la cual no se puede crear una máquina de movimiento perpetuo. Por lo que se afirma que las diferencias entre un sistema y sus alrededores tienden a igualarse. En un sentido clásico, esto se interpreta como la ley de la física de la que se deriva que las diferencias de presión, densidad y, particularmente, las diferencias de temperatura tienden a igualarse. Pero podemos decir que una máquina térmica es aquella que provee de trabajo eficaz gracias a la diferencia de temperaturas entre dos cuerpos. Dado que cualquier máquina de vapor requiere una diferencia de temperatura, se deriva pues que ningún trabajo útil puede extraerse de un sistema aislado en equilibrio térmico, esto es, se requerirá de la alimentación de energía del exterior. Por eso decimos que nuestro barco de vapor utiliza la segunda ley de la termodinámica porque necesita de la alimentación de energía del exterior para que exista una diferencia de temperatura y pueda llegar a realizarse un trabajo útil para lograr el movimiento de este.

3. Con otro pedazo de alambre se hace una base para poner el algodon 4. Se pone todo sobre la base de plástico o icopor para que pueda flotar con normalidad 5. Se agrega el alcohol al algodón suficiente como para que se queme 6. Después con ayuda de la jeringa se pone un poco de agua dentro de la lata por el hueco que se hizo al principio 7. Se sujeta todo con dos ligas 8. Con el mechero se prende fue al algodón y comenzara a calentar la lata

VI. CONCLUSIONES El principio en el cual se basa nuestro experimento es la conducción de calor ya que es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre dos sistemas basado en el o directo de sus partículas sin flujo neto de materia y que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo o entre diferentes cuerpos en o por medio de transferencia de energía cinética de las partículas esto se refleja cuando se enciende el trozo de candela bajo el cobre lo que provoca transferencia de energía térmica al tubo de cobre el cual calienta el agua en su interior con lo cual se obtiene impulso para mover nuestro pequeño barco.

V. MATERIALES Y PROCEDIMIENTO          

Una lata de gaseosa vacia Una base de icopor Alambre Velitas de cumpleaños Algodón Jeringa Tijeras Una puntilla Un martillo Encendedor PROCEDIMIENTO

1. Con la puntilla se abre un hueco en la parte inferior de la lata sin haberla abierto por la parte superior para que por ahí salga la gaseosa y después el vapor de agua 2. En la segunda parte del armado se necesita del alambre y las pinzas para formar dos aros los cuales sostendrán la lata

VII.

REFERENCIAS

[1] http://cultura.terra.es/cac/articulo/html/cac1366.htm [2] http://www.monografias.com/trabajos7/lene/lene.shtml [3] http://jfinternational.com/mf/termodinamica.html [4] http://electronica.foromx.net/t41p15-26-segunda-ley-dela-termodinamica [5] http://bibliotecasolidaria.blogspot.com/2009/07/la-terceraola-de-alvin-toffler.html [6] http:// diegodrt.milaulas.com [7] es.wikipedia.org/wiki/Máquina_térmica [8] arquimedes.matem.unam.mx/Descartes5/DOC/.../Maquin asTermicas.htm [9] http://www.buenastareas.com/ensayos/Barco-aVapor/2271958.html