Practica 1 Quimica Ind Upiicsa Introducción

        Introducción

La termodinámica estudia las relaciones entre los fenómenos térmicos y los fenómenos mecánicos. La primera ley de la misma cita que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma, lo mismo que la variación en la energía interna  es la diferencia entre el calor (Q) y el trabajo (W) involucrados en el proceso.[pic 1]

[pic 2]

Capacidad calorífica: calor que el sistema necesita absorber para incrementar su T en 1°C

 [pic 3]

En donde c= calor especifico

La capacidad calorífica depende del proceso

Los procesos en los que el valor de n es arbitrario reciben el nombre de “politropicos”

El proceso isométrico: tola la energía se emplea en aumentar la T

El proceso isobárico: el cuerpo se dilata y parte de la energía, se invierte en el trabajo sobre el entorno.

Proceso adiabático

Durante un proceso adiabático para un gas perfecto, la transferencia de calor hacia el sistema o proveniente de él es cero. Es cuando un sistema no gana ni pierde calor, es decir, Q = 0. Este proceso puede realizarse rodeando el sistema de material aislante o efectuándolo muy rápidamente, para que no haya intercambio de calor con el exterior. En consecuencia, 
El trabajo realizado sobre el sistema (-W es positivo) se convierte en energía interna, o, inversamente, si el sistema realiza trabajo (-W es negativo), la energía interna disminuye.

En general, un aumento de energía interna se acompaña de uno de temperatura, y una disminución de energía interna se asocia de una de temperatura.
Proceso adiabático, en termodinámica, cualquier proceso físico en el que magnitudes como la presión o el volumen se modifican sin una transferencia significativa de energía calorífica hacia el entorno o desde éste.

Un gas ideal queda caracterizado por

Su ecuación de estado: relación sencilla entre las coordenadas termodinámicas del gas.

Su energía interna: es función exclusivamente de su temperatura

La mayoría de los gases reales se comportan como gases ideales a la temperatura ambiente y la presión atmosférica

El calor específico de un gas ideal depende del proceso

La ley de Mayer establece que, para un gas ideal, la diferencia entre el calor específico molar a presión constante y el calor específico molar a volumen constante es igual a la constante R

Cuando un gas Ideal sufre un proceso adiabático y casi estático la ecuación de la curva asociada al proceso en un diagrama PV es la ecuación de Poisson

La magnitud  es el exponente de los procesos adiabáticos, se calcula la relación (Cp/ Cv) y su valor  y su valor cambia en función del número de átomos presentes en la molécula de un gas.[pic 10]

[pic 11]

Es la ecuación que relaciona la temperatura y el volumen para procesos adiabáticos reversibles en donde aparece el exponente para el exponente adiabático  que es igual a la relación Cp/Cv, donde Cp y Cv son las capacidades caloríficas molares a presión y avolumen constantes, que representan la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de un mol de gas en una unidad kelvin.[pic 12]

Para determinar el valor de (  ) se requiere solamente conocer la variación de las presiones en el proceso adiabático, que es , y la variación de las presiones en un proceso isotérmico,  que se hubiese realizado entre las condiciones iniciales.[pic 13][pic 14][pic 15]

Desarrollo

En la realización de la práctica no. 1 citada con el nombre “relación entre las capacidades caloríficas de un gas”. Llevamos a cabo los siguientes pasos:

 Ya que contábamos con el material, (garrafón de vidrio, perilla de hule, manómetro diferencial (con agua), llave de paso, tapón de hule trihoradado, tubería de vidrio y látex. Conectamos la tubería del manómetro al garrafón. El consiguiente fue bombear aire con la perilla al garrafón, hasta ver una diferencia de alturas en las ramas del manómetro de por lómenos 30 cm de agua. Ya que estaba la diferencia requerida, cerramos la perilla de paso para mantener la diferencia de alturas.
Después se le quito el tapón al garrafón y nuevamente se le coloco de manera inmediata. Se registraron las nuevas diferencias de alturas, cuando ya se encontraban estabilizadas en las ramas del manómetro.
Y se repetimos el proceso cuatro veces más.

Aquí en el diagrama se muestra, el desarrollo de la práctica ya antes mencionado.

[pic 16]

Cálculos de los resultados

1. Presión absoluta para cada estado termodinámico.
2. Relación Cp/Cv =  γ
3. Calculo de γ promedio, considerando solo aquellos valores que se acerquen más al valor teórico esperado.

[pic 17]

Cuestionario

1. ¿En qué momento del experimento se llevan a cabo los procesos:  a) adiabático y b) isométrico? Explique brevemente.

El proceso adiabático se llevó a cabo cuando bombeamos aire al garrafón y terminó en el momento en que retiramos el tapón del garrafón, en ese momento ocurrió expansión del aire.

El proceso isométrico ocurre cuando retiramos el tapón del garrafón y terminó cuando  colocamos inmediatamente el tapón, el aire se calentó aumentando la presión.

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