La sustancia con la que se trabaja, por la accesibilidad de su punto cr\u00edtico, es Hexafluoruro de Azufre, SF_6<\/span>, cuyas propiedades en el punto cr\u00edtico son:<\/p>\n Es recomendable asisitir a la realizaci\u00f3n de la pr\u00e1ctica con un ordenador con Microsoft Excell instalado (en lugar de papel milimetrado), o similar, que permita la realizaci\u00f3n de gr\u00e1ficos a partir de los datos obtenidos experimentalmente, as\u00ed como de las Gr\u00e1ficas de Compresibilidad de la Bibliograf\u00eda.<\/p>\n Obtenci\u00f3n de l\u00edneas isotermas del SF_6<\/span>.<\/strong><\/em><\/p>\n Lo primero que hay que hacer es bajar el nivel del mercurio en el tubo que contiene el SF_6<\/span> hasta el nivel m\u00e1s bajo. Se observa en el man\u00f3metro que la presi\u00f3n del SF_6<\/span> disminuye. El man\u00f3metro mide, obviamente, la presi\u00f3n manom\u00e9trica, p_m<\/span>. La presi\u00f3n absoluta, p<\/span>, que habr\u00e1 que considerar es<\/p>\n p=p_a+p_m<\/span><\/p>\n por lo que ser\u00e1 necesario considerar la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica p_a<\/span> que habr\u00e1 que leer en el bar\u00f3metro de mercurio. La densidad del mercurio es \\rho_\\text{Hg} =13595 \\text{ } kg\/m^3<\/span>. As\u00ed, resultar\u00e1 para la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica,<\/p>\n p_a=\\rho_\\text{Hg}gz_\\text{Hg}<\/span><\/p>\n donde z_\\text{Hg}<\/span> es la altura, en m<\/span>, de la columna de mercurio en el bar\u00f3metro. Para leer en el bar\u00f3metro hay que asegurarse de que el tap\u00f3n exterior no obstruye el paso del aire y tambi\u00e9n de que el tap\u00f3n interior no obstruye el paso del mercurio. Con todo lo anterior, la presi\u00f3n absoluta del SF_6<\/span> ser\u00e1<\/p>\n p=\\rho_\\text{Hg}gz_\\text{Hg}+p_m<\/span><\/p>\n A continuaci\u00f3n se establece una temperatura objetivo en el termostato del ba\u00f1o de agua. El agua circula por el exterior del tubo en el que est\u00e1 contenido el SF_6<\/span> y en unos minutos se puede comprobar, en el term\u00f3metro de alcohol cuyo bulbo est\u00e1 situado en el interior del tubo externo, que el agua alcanza la temperatura objetivo. En ese momento se comienza a girar el volante, haciendo que el mercurio se eleve y aumentando la presi\u00f3n en el man\u00f3metro. Para poder dibujar la l\u00ednea isoterma en el diagrama p-V<\/span> hay que elevar la presi\u00f3n lentamente ya que se si hace deprisa la compresi\u00f3n del SF_6<\/span> es adiab\u00e1tica, con el consiguiente aumento de temperatura. En ese caso hay que esperar unos segundos a que el SF_6<\/span> se enfr\u00ede. As\u00ed, se va comprimiendo el SF_6<\/span> deteni\u00e9ndose a intervalos de volumen y anotando los valores de p_m<\/span> y V<\/span> que permitan, posteriormente, dibujar una gr\u00e1fica como una sucesi\u00f3n de puntos.<\/p>\n Al ir comprimiendo llega un momento en el que se aprecia la formaci\u00f3n de l\u00edquido sobre el mercurio. Es, entonces, cuando se alcanza la curva de saturaci\u00f3n del vapor. A partir de entonces, aunque se disminuya el volumen la presi\u00f3n no cambiar\u00e1, ya que la temperatura tampoco cambia. A medida que se disminuye el volumen se observa que la masa de l\u00edquido es cada vez mayor. No es necesario condensar todo el SF_6<\/span>. Es m\u00e1s, no se debe condensar todo el SF_6<\/span> ya que si se condensa todo, una peque\u00f1a disminuci\u00f3n en el volumen dar\u00eda lugar a una presi\u00f3n tan grande que el tubo de vidrio que lo contiene, aunque es muy grueso, podr\u00eda romperse.<\/p>\n En Excell (o similar) se va tomando nota de las presiones y vol\u00famenes en cada estado. La tabla que se construye, para cada temperatura, tiene un aspecto similar a la que se indica a continuaci\u00f3n:<\/p>\n A continuaci\u00f3n se cambia la temperatura objetivo del ba\u00f1o de agua en el termostato y se espera unos minutos hasta que el term\u00f3metro de alcohol en el tubo externo la indique. Una vez se alcanza la temperatura objetivo en el ba\u00f1o de agua, se completa la construcci\u00f3n de la siguiente columna de la tabla en Excell, tomando la precauci\u00f3n de hacer las medidas en los mismos vol\u00famenes, salvo para el volumen en que sobrevenga la saturaci\u00f3n, que se anota expl\u00edcitamente y que no tiene por qu\u00e9 haberse anotado en temperaturas anteriores (por desconocerse), debiendo dar lugar a una nueva fila en la tabla. La saturaci\u00f3n sobreviene a vol\u00famenes menores a medida que se aumenta la temperatura, por lo que en cada temperatura habr\u00e1 una casilla que no tenga correspondencia con las de temperaturas anteriores, que ser\u00e1 la del volumen correspondiente a la saturaci\u00f3n.<\/p>\n Una vez completada la tabla se puede indicar a Excell que dibuje la gr\u00e1fica que representa p<\/span> en ordenadas y V<\/span> en abscisas para cada temperatura. La gr\u00e1fica obtenida tiene que ser similar a la que se presenta a continuaci\u00f3n, en la que se dibujan varias isotermas, incluida la de temperatura t_C<\/span> y una de temperatura superior a la cr\u00edtica.<\/p>\n Determinaci\u00f3n de la masa de SF_6<\/span> en el tubo.<\/strong><\/em><\/p>\n Para calcular la masa de SF_6<\/span> en el interior del tubo es necesario recurrir al factor de compresibilidad, Z<\/span>. Efectivamente, como se ha visto<\/p>\n p V=Z m R T<\/span><\/p>\n De aqu\u00ed<\/p>\n m=\\frac{p V}{Z R T}<\/span><\/p>\n En esta ecuaci\u00f3n hay que tener en cuenta que R=\\frac{\\bar{R}}{M}<\/span>, siendo \\bar{R}=8,314\\text{ } kJ\/kmol\\text{ }K<\/span>.<\/p>\n Basta, pues, con elegir un estado de entre los medidos anteriormente a partir de su presi\u00f3n reducida, p_R=p\/p_C<\/span>, y de su temperatura reducida, T_R=T\/T_C<\/span>, obtener, de la gr\u00e1fica de compresibilidad, el valor de Z<\/span> que corresponda, y sustituir en la expresi\u00f3n de m<\/span>.<\/p>\n Se incluye, a continuaci\u00f3n, la gr\u00e1fica de compresibilidad de Fundamentos de Termodin\u00e1mica T\u00e9cnica, de Moran, M. y Shapiro, H.<\/em><\/p>\n\n
![\"\"](\"http:\/\/dim.usal.es\/eps\/mmt\/wp-content\/uploads\/2012\/10\/Propiedades-Termodinamicas1-e1351018747644.jpg\" "\\"Propiedades")
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\n Medida<\/td>\n V \\text{ } (ml)<\/span><\/td>\n p \\text{ } (bar)@t_1<\/span><\/td>\n p \\text{ } (bar)@t_2<\/span><\/td>\n p \\text{ } (bar)@t_3<\/span><\/td>\n p \\text{ } (bar)@t_4<\/span><\/td>\n<\/tr>\n \n 1<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n \n 2<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n \n i<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n \n n<\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n <\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/a><\/p>\n
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