CARRO DE VAPOR

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Es evidente que para hacer hervir el agua de la caldera del carro se necesita un combustible y si se usa madera o carbón, la contaminación no se vería reducida y el problema ambiental seguiría como tal. Éste experimento no pretende ser un prototipo de un carro con nuevas tecnologías que permitan el funcionamiento de un motor empleando combustibles ecológicos. Sino mostrar a través de una sencilla aplicación de la Primera Ley De La Termodinámica, la realización de una caldera necesarios para el desplazamiento del carro.

2. JUSTIFICACIÓN

Este proyecto en el que todos ponemos empeño, por medio de investigaciones que se han realizado se ha podido experimentar que un carro puede ser movido por vapor, para esto se necesita de un envase en donde se hace un agujero, después ponemos una cantidad de agua, y tapamos el agujero para que exista presión, para que después de ser calentado el envase y el agua se transforme en vapor sea expulsado el tapón, empujándole al carro una cierta distancia, y podemos demostrar la “ primera ley de la termodinámica ”.

3. OBJETIVO

El objetivo es mostrar el movimiento de un carro a partir de la ebullición de agua en una caldera, basando dicho funcionamiento en la primera ley de la termodinámica.

4. OBJETIVO ESPECIFICO

El objetivo específico es hacer mover el carro a una gran distancia en adelante en dirección recta con vapor. Vapor que se genera al calentarse el agua que se encuentra en el interior de un recipiente de metal, en el recipiente existe un agujero por donde sale el vapor, impulsando al vehículo.

5. MARCO TEÓRICOEl “Carro de Vapor” fue una máquina construida por Newton en el año 1670. Una simple caldera montada sobre cuatro ruedas, la cual se desplazaba debido a la reacción que sobre el aire ejercía un chorro de vapor a presión.

La posibilidad de la propulsión por reacción ha sido, teórica y prácticamente probada, siendo de notar que, fundada en este principio, funcionaba la eólica de Herón el año 130 A.C.

En el año 1771 apareció en Francia un carro automóvil a vapor, que fue construido por Joseph Cugnot, el cual es conservado todavía en uno de los museos de Paris.Han seguido otros inventores haciendo experimentos, pero la vida propiamente dicha del automóvil, no dio principio hasta que le fue aplicado el motor de combustión interna, siendo Gottlieb Daimler quien construyo el primero.

Desde aquel momento se buscó el perfeccionamiento del motor a gasolina, pues fue advertida seguidamente la ventaja de esta clase de fuerza motriz sobre la producida a vapor.

Es de notar que en esos años de algarabía propia por la construcción de vehículos no se pensó en las consecuencias que traería al medio ambiente la combustión de la gasolina. Hoy podemos apreciar la contaminación del aire como una problemática mundial por el uso excesivo de combustibles fósiles. ¿Por qué no retomar la idea de Newton y construir un carro que expulse vapor de agua?

El carrito de éste experimento tiene una lata metálica que hace el papel de una caldera, dentro de ella, el vapor producido al hervir el agua presiona en todas las direcciones; pero mientras las presiones superior e inferior se equilibran entre sí, la presión sobre la pared lateral no tiene presión contraria que la equilibre (puesto que por este lado el vapor sale libremente) y empuja al carro hacia adelante.

6. MATERIALES

1 lata de refresco sin abrirAlgodónAlcoholAlambresFósforosPalito de dientes

AgujaCooterAlicateCarrito de jugueteJeringas1 lata de leche

7. CONSTRUCCIÓN

Sosteniendo la aguja de coser con un alicate, perforar la lata de refresco justo en la parte posterior.

Luego se hacer el agujero, sacar el contenido de la tata con jeringas.

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Amarrar la lata con los alambres como lo indica la figura. Y dejar dos puntas suficientemente largas para sujetar la lata al carro de juguete.

Para el carro de juguete solo dejar toda la parte de las llantas.

Luego con las puntas que hemos dejado se procede a amarrar la lata con el carro de juguete.

Pero teniendo en cuenta que el orificio este en la parte de atrás del carro.

Dejar espacio entre las llantas y la lata para colocar la caldera

Para hacer la caldera se cortara la lata de leche condensada por la mitad, lavar la lata y colocar algodón bañado con alcohol.

Con la jeringa introducir agua por el agujero. Se debe de llenar la mitad de la lata

Luego cerrar el agujero con un palito de dientes

Prender la caldera.

Esperar 5 min y observar si el vapor sale por el palillo, eso es indicio que es hora de retirar el palillo.

Y si lo retiramos saldrá así.

8. CONCLUSIONES

Al mover el carrito por medio de vapor nos permitió analizar la primera ley de la termodinámica.

Antes de que saliera el vapor todo el calor (Q) que recibe el sistema (vapor de agua) se utiliza para aumentar la energía interna (Q=∆U). Después de que sale el vapor el sistema (gas) realiza trabajo (-W) sobre los alrededores (el carrito) a costa de la disminución de su energía interna: ∆U= -W.

Los materiales usados se pudieron conseguir en la casa y con facilidad.

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