Principios de Termodinámica usados en las Máquinas de Combustión Interna

Equipos, interfases y sensores dedicados al estudio de los transformaciones termodinámicas de los gases que permiten construir máquinas de combustión interna.

TD-8596A Aparato p/estudiar experimentalmente las leyes fundamentales de los gases ideales
TD-8572A Máquina Térmica / Estudio de las Leyes de los Gases
TD-8577 Aparato p/producir una combustión a partir de una compresión adiabática violenta (principio del motor Diesel)
SE-8636A Máquina Stirling c/camisas transparentes y todos los mecanismos a la vista
PS-2011 Interface inalámbrica Air Link p/adquisición de datos - 2 canales externos y 2 sensores incorporados: V y T
PS-2181 Sensor Multimanómetro c/2 entradas - Línea PasPort
PS-2120A Sensor de Movimientos Rotacionales - Línea PasPort
PS-2125 Sensor de Temperatura - Línea PasPort
UI-5401 Software CapStone p/captura, análisis, procesamiento, modelización y graficación de datos, lic. p/1 puesto de trabajo

Aparato p/estudiar experimentalmente la Ley Fundamental de los gases ideales Pasco - TD-8596A

Aparato p/estudiar experimentalmente la Ley Fundamental de los gases ideales TD-8596A

Contiene:

Pistón y cámara de volumen variable
Puerto de acoplamiento rápido para sensor de presión
Transductor de temperatura de respuesta rápida
Complementos requeridos:
- Sensor de Presión inalámbrico c/datalogger PS-3203
- Enlace inalámbrico para sondas de temperatura con termistor de Pasco PS-3222
- PC con CapStone o SparkVue

Usos

Permite encontrar experimentalmente un modelo para la relación entre presión y volumen de un gas confinado a temperatura constante (Ley de Boyle)
También es posible sumergir la cámara en un baño más caliente o frío que el ambiente y estudiar la relación entre presión y temperatura a volumen constante
Finalmente se puede hacer una demostración cualitativa del cambio de temperatura que experimenta un gas bajo compresiones o descompresiones rápidas. Las limitaciones provienen de la velocidad de respuesta acotada del sensor de temperatura (que es rápido, pero no lo suficiente para seguir en tiempo real un cambio adiabático de este tipo) y de la conductividad térmica de las paredes de la cámara

¡Garantía Extendida 3 años para aplicaciones didácticas, no cubre uso abusivo, extremo o industrial!

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Dimensiones del embalaje: 0,12 x 0,24 x 0,17 m. Peso Bruto: 1,23 kg

Uso típico

Máquina Térmica / Estudio de las Leyes de los Gases Pasco - TD-8572A

Máquina Térmica / Estudio de las Leyes de los Gases TD-8572A

Sistema pistón-cilindro con fricción despreciable
Para realizar experiencias sobre máquinas térmicas y leyes de los gases
Características principales
- Cilindro de Pyrex rectificado
- Cubierta protectora plástica
- Pistón de grafito de fricción despreciable
- Dispositivo de traba a una posición fija
- Plato de carga superior
- Válvulas de control de entrada/salida de gas/aire
- Cámara de aire y tubos de conexión para generar la fuente caliente o fria
- Puerto de conexión tipo quick fit
Magnitudes que se pueden/deben medir para llevar a cabo todas las prácticas previstas:
- Temperatura de la fuente (baño) fría
- Temperatura de la fuente (baño) caliente
- Presión del aire confinado en el cilindro
- Desplazamiento del pistón
Recomendamos acompañar con:
- Sensor de Presión inalámbrico c/datalogger PS-3203
- 2 x Sensor de temperatura con datalogger y enlace inalámbrico, sumergible PS-3201
- Sensor de Movimientos Rotacionales inalámbrico PS-3220
- Software SparkVueHD, UI-5400, UI-5401, PS-2400 o, PS-2401
- Adaptador Bluetooth 4.0 (BLE) a USB PS-3500
- Base triangular de fundición para soporte universal, 5 kg SUTSV0040
- Varilla de acero inoxidable, 100 cm VAI0100
- Pinza doble nuez fija de hierro plastificada PDNHF010P
- Varilla de acero inoxidable, 50 cm VAI0050
Nota: En el diseño de este equipo se ha privilegiado el bajo rozamiento por encima de la estanqueidad del sello. Por este motivo, las experiencias deben ser llevadas a cabo en un tiempo razonablemente corto para que el escape de gas pueda considerarse despreciable. El parámetro utilizado en fábrica para verificar la calidad del sistema es que el pistón descienda menos de 7,8 mm en 10 s bajo una pesa de 420 g

Trabajos Prácticos sugeridos en el manual

Ley de Charles (Volumen vs Temperatura a Presión constante)
Ley de Boyle (Presión vs Volumen a Temperatura constante)
Ley de Gay-Lussac (relación recíproca entre P, V y T)
Ciclo termodinámico transformando parte de un flujo de calor entre una fuente caliente y una fría en un trabajo mecánico

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Dimensiones del embalaje: 0,11 x 0,175 x 0,225 m. Peso Bruto: 0,82 kg

Sensores, Dataloggers y/o interfases compatibles

Para trabajo autónomo o con máquinas relativamente nuevas

Interfase o datalogger PS-2002, PS2009A, PS2011, UI-5401, UI-5400 o PS-3200 + UI-5401
Sensor de presión absoluta simple PS-2107 o mejor aun dual PS-2181 o 2 sensores inalambricos PS-3203
2 sensores de temperatura PS-2125 o un sensor de temperatura multicanal PS-2143 o 2 sensores inalambricos PS-3201
Encoder rotativo (p. medir desplazamientos con precision) PS-2120A

Para máquinas más o menos viejas
(desde Win 3.11, con un puerto COM libre)

Interfase CI-6400 o CI-7650 (equipos fuera de producción)
Sensor de presión absoluta CI 6532A
Sensor de baja presión CI 6534A
2 x sensor de temperatura CI 6505B
Codificador de posición CI 6538

Aparato p/producir una combustión a partir de una compresión adiabática violenta (principio del motor Diesel) Pasco - TD-8577

Aparato p/producir una combustión a partir de una compresión adiabática violenta (principio del motor Diesel) TD-8577

Demostración impactante del principio con el que funcionan los motores Diesel

El combustible es un trocito de papel tissue
El agente compresor son los músculos del propio alumno
Demuestra las altas temperaturas producidas durante la compresión adiabática del aire al encender una pequeña cantidad de algodón, papel de seda o papel flash (de las casas de magia para hobbistas) dentro de un tubo de vidrio reemplazable de paredes gruesas
El tubo de vidrio está encerrado en un tubo de seguridad de policarbonato que protege a los usuarios de lesiones si el tubo de vidrio se rompe
El pistón tiene dos juntas tóricas de goma en su extremo que proporcionan un sello hermético contra el interior del tubo de vidrio
Cuando el pistón se presiona rápidamente dentro del tubo de vidrio, la temperatura del gas confinado aumenta rápidamente

Cuidados

El uso de este equipo requiere que el operador ejerza una fuerza importante a la vez que ejecuta un movimento rápido. Para preservar su integridad es muy importante seguir las instrucciones del manual, que en forma muy resumida requieren que:
- La camisa y las juntas se mantengan limpias
- Los sellos se mantengan lubricados
- Se selle la cavidad recién cuando el pistón ha calado lo suficiente dentro de la camisa (hasta una marca serigrafiada a tal efecto) antes ejercer la compresión violenta. Esta posición garantiza que, aunque la fuerza ejercida esté un poco desalineada del sentido de desplazamiento, los esfuerzos laterales se mantendrán muy por debajo del límite de rotura del vidrio
- Como en los entornos educativos no faltan los usuarios novatos o alumnos demasiado entusiastas, se incluye un set de repuestos
- Si ya gastaron el set de repuestos, pueden comprar dos tubos más y sus accesorios con el código TD-8498A

Repuestos incluidos

El encendedor por compresión viene con un tubo de vidrio y seis O-Rings de repuesto
El O-Ring grande reemplaza al anillo en la parte superior del tubo de vidrio interior
El O-Ring mediano es un reemplazo del anillo en la parte superior del vástago del pistón donde se une a la perilla
Los O-Rings pequeños tóricas son reemplazos de los anillos del extremo del vástago del pistón y de los anillos del poste que forma parte de la base extraíble

Complementos interesantes

Es posible profundizar el análisis de los que está suciendo en el sistema (asumiendo algunas cosas sobre las leyes de los gases) agregando estos accesorios:
- Plataforma para Medir Fuerzas de Reacción Vertical en saltos y otros gestos deportivos, con conexión inalámbrica PS-3229. También puede ser una PS-3230 o PS-2141/PS-2142 + PS-3200 o equivalente.
- Software CapStone. Entorno Informático Integrado Avanzado p/laboratorio de Ciencias Naturales CapStone

¡Garantía Extendida 3 años para aplicaciones didácticas, no cubre uso abusivo, extremo o industrial!

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Peso Bruto: 0,82 kg

Máquina Stirling c/camisas transparentes y todos los mecanismos a la vista Pasco - SE-8636A

Máquina Stirling c/camisas transparentes y todos los mecanismos a la vista SE-8636A

Implementación práctica de un ciclo térmico, cuyo rendimiento teórico máximo alcanza al de Carnot: 1 - Tf/Tc
Todas las partes de su mecanismo son visibles
Constituida por:
- Cilindros con camisas transparentes
- Pistones
- Cigüeñal
- Soporte de cigüeñal
- Volante
- Generador eléctrico
- Carga de LEDs
- Base
Dimensiones: 18 x 8 x 9 cm

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Peso Bruto: 0,5 kg

Interface inalámbrica Air Link p/adquisición de datos - 2 canales externos y 2 sensores incorporados: V y T Pasco - PS-2011

Interface inalámbrica Air Link p/adquisición de datos - 2 canales externos y 2 sensores incorporados: V y T PS-2011

Ideal para acompañar a Netbooks y otros dispositivos portátiles
Enlace inalámbrico via BlueTooth
También se puede conectar (cableado) a un puerto USB
Batería recargable c/4 hs de autonomía
Acepta simultáneamente hasta 2 multisensores de la línea PasPort en cualquier combinación
Incluye además un sensor de diferencia de potencial y un sensor de temperatura
Gabinete de alta resistencia
Identificación automática de sensores
Compatible con los potentes paquetes de software:
- CapStone
- Data Studio (ya fuera de producción)
- Software SparkVue HD para Android (se baja gratuitamente de play.google.com)
- Software SparkVue HD para iPad (se baja de iTunes.apple.com)
Cualidades especiales del software CapStone
- Sistema operativo científico actualizable vía Internet con capacidad para almacenar guías de trabajos prácticos multimediales, adquirir, procesar, mostrar y analizar los datos recogidos
- Calculadora científica, graficador de datos y funciones, herramientas de modelización, análisis estadístico y mucho más
Recomendamos leer estas notas para prolongar la vida útil de la batería recargable de polímero de Litio que usa este equipo

¡Garantía Extendida 3 años para el equipo y 6 meses para la batería!

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Peso Bruto: 0,86 kg

Sensor PASPort Multimanómetro c/2 entradas Pasco - PS-2181

Sensor PASPort Multimanómetro c/2 entradas PS-2181

2 mediciones absolutas o 1 diferencial
Rango absoluto: 200kPa
Resolución: 1kPa
Repetitividad: 1kPa
Velocidad típica de muestreo: 10Hz
Velocidad máxima de muestreo: 1kHz
Resolución a 10Hz: 0.01kPa
Repetitividad a 10Hz: 1kPa

¡Garantía Extendida 3 años para aplicaciones didácticas, no cubre uso abusivo, extremo o industrial!

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Peso Bruto: 0,36 kg

Unidades de presión: paso a kPa

Unidad original	para pasar a kPa multiplicar por:
kPa	1
mBar	0,1
atm	101,32
kgf/cm2	98
mm Hg	0,1333
pulgadas Hg	3,3773
mm H2O	9,81e-3
pulgadas H2O	0,249
libras/pie2	6,8972

Equipos complementarios

El sensor aquí mostrado no funciona sólo. Debe ser conectado a alguna de las interfases o dataloggers mostrados en nuestro índice PasPort

Sensor PASPort de Movimientos Rotacionales Pasco - PS-2120A

Sensor PASPort de Movimientos Rotacionales PS-2120A

Mide movimientos angulares y pequeños desplazamientos lineales (0.02mm cuando se usa con alguna de las cremalleras de Pasco de uso general o para banco óptico)
Resolución angular: 0.09 grados, con indicación de dirección
Poleas provistas: 10, 29 y 48mm de diámetro
Bahía para insertar cremallera
Rozamiento despreciable
Velocidad máxima 30 revoluciones/segundo
Incluye nuez para fijar en barras o soportes universales

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Peso Bruto: 0,73 kg

Recursos on line

Video en YouTube
Ejemplo de uso en combinación con el juego de accesorios ME-8969

Video en YouTube
Presentación, varios modos de montaje y algunos ejemplos de uso

Equipos complementarios

El sensor aquí mostrado no funciona sólo. Debe ser conectado a alguna de las interfases o dataloggers mostrados en nuestro índice PasPort

Sensor PASPort de Temperatura Pasco - PS-2125

Rango: -35 a 135 grC
Precisión: 0.5 grC
Resolución: 0.0025 grC
Máxima velocidad de muestreo: 10Hz
Repetitividad: 0.1 grC
Resistente gabinete de policarbonato

¡Garantía Extendida 3 años para aplicaciones didácticas, no cubre uso abusivo, extremo o industrial!

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Peso Bruto: 0,36 kg

Recursos on line

CapStone
Este sensor permite hacer 4 de las 5 interesantes experiencias de Química incluidas en este archivo

Video en YouTube
Registro de temperatura en vivo de una disolución endotérmica, una exotérmica, una reacción química endotérmica y una exotérmica

Archivo (pdf)
Manual de Usuario (Inglés)

Archivo (pdf)
Interesante manual de LauZ c/introducción, propuesta metodológica y detalle de 3 TPs

Video en YouTube
Ejemplo de uso estudiando temperaturas de solidificación y fusión del agua

Equipos complementarios

El sensor aquí mostrado no funciona sólo. Debe ser conectado a alguna de las interfases o dataloggers mostrados en nuestro índice PasPort

Software CapStone p/captura, análisis, procesamiento, modelización y graficación de datos, lic. p/1 puesto de trabajo Pasco - UI-5401

Software CapStone p/captura, análisis, procesamiento, modelización y graficación de datos, lic. p/1 puesto de trabajo UI-5401

Algunas (solo algunas) de sus características

Poderoso, sus funciones están enfocadas específicamente al trabajo Experimental en Ciencias Naturales y lo atiende con herramientas no igualadas por ningún otro paquete
De corte eminentemente multimedial, soporta contenidos audiovisuales, integra el manejo de touch screens, interfase gráfica avanzada y variadas herramientas de análisis de mediciones directas y extraidas de videos
Compatible con todas las interfases Pasco que se conectan a la PC a través de un puerto USB y con los sensores inalámbricos Pasco
Abre también los archivos creados con DataStudio y GLX, planillas Excel exportadas como CSV, etc
Reune simultáneamente y trata de manera homogénea:
- Mediciones de múltiples sensores, aún cuando estén conectados a distintas interfases, cada una con su propia velocidad de muestreo
- Datos introducidos manualmente por teclado
- Datos extraídos de videos (tracker de N objetos a elección del usuario)
- Resultados de cálculos y procesos creados por Blockly
Presenta la información como:
- Registrador/graficador
- Osciloscopio
- Analizador de espectros por FFT con función de zoom
- Display digital
- Instrumento de aguja
- Tabla de valores
- Gráfico vivo de barras analógicas (la altura de cada barra se corresponde en vivo con el valor actual de una medición)
Permite crear múltiples páginas, cada una con su propia configuración de toma de muestras y presentación
Análisis de imágenes y video:
- Las mediciones admiten calibración cuando se conoce a ciencia cierta la dimensión de alguno de los objetos que aparecen en la escena
- De cada imagen o secuencia se pueden seguir N objetos
- Extracción automática de valores x e y, ángulos, radios y otras magnitudes espaciales a partir de fotografías o videos
- Los datos generados se pueden tratar con el resto de las herramientas del software como si fueran datos tomados por los sensores
- Los videos se pueden capturar simultáneamente con la toma de mediciones de los sensores, en cuyo caso su sincronización temporal es automática
Calculadora experimental:
- Permite crear datos calculados a partir de mediciones y/o datos ingresados por teclado. P ej.: p = m v ó Ek = 1/2 m v^2 ó Impulso =Integral (F(t) dt), etc
- Funciones avanzadas de tratamientos de datos: filtros de promedios móviles, derivadas, integrales, valores máximos, mínimos, etc.
- Cálculos que vinculan datos de diferentes instancias de tomas de datos (muy útil para generar taras o plateaus)
- Cálculos en cascada. P. ej: Lo = alguna cte; Elongacion = Lo - largo actual ; ElongacionUnitaria = Elongacion / Lo
- Control del/los generadores de funciones a través de cálculos. P. ej: AccionCorrectora = kd*error + kd derivada(error)/dt + ki integral (error)
Activa, configura y comanda concurrentemente las salidas de los 3 generadores de funciones incluidos en la interfase UI-5000 o la salida única de la interfase UI-5001
Incluye el módulo de programación Blockly que pemite integrar y comandar todas las funciones de entrada y salida del hardware conectado a través de un entorno de programación estándar con bucles, contadores, variables, toma de decisiones, etc
Puede bajar el instalador de la última versión actualizada desde este link. Si ya cuenta con un número de licencia, la instalación será definitiva, en caso contrario, se habilitará una versión de prueba que funcionará por 30 días a partir de su instalación.
Permite hacer predicciones de comportamiento de fenómenos dibujando curvas a mano alzada sobre sus gráficos, visualizar datos en tiempo real y cotejar ambos sin más procesos
Incluye una biblioteca de 60 experiencias preconfiguradas (en Castellano)
Puede bajar el instalador de la versión de prueba desde este link y la última versión actualizada desde este otro. Si ya cuenta con un número de licencia, la instalación será definitiva, en caso contrario, se habilitará una versión de prueba que funcionará por 30 días a partir de su instalación.