Laboratorio de Termodinámica Práctica No. 8 Ley de Charles

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Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Ingeniería

Laboratorio de Termodinámica

Práctica No. 8 Ley de Charles

Grupo de Laboratorio: 15

Profesor: Ing. Alejandro Rojas Tapia

Brigada: 5

Fecha de entrega: 6 de Abril de 2017

Semestre 2017-2

Objetivos

• Comprobar experimentalmente la Ley de Charles.
• Obtener el modelo matemático que relaciona las variables temperatura y volumen, así como el grafico temperatura - volumen [T –V].
• Inferir experimentalmente la temperatura correspondiente al cero absoluto.

Introducción

En la presente práctica se pretende visualizar de forma experimental la obtención del cero absoluto en la escala Celsius o bien, el cero absoluto en la escala de temperatura Kelvin. De manera que con ello podamos determinar su modelo matemático y obtener sus respectivas gráficas.

Dicho lo anterior debemos conocer los siguientes conceptos que nos ayudarán a una exitosa realización de la práctica. El primero concepto que debemos conocer es el de un gas ideal, el cual podemos decir que es un gas que se caracteriza por tres variables de estado: presión absoluta, volumen y temperatura. En donde para ser un gas ideal se tiene que tener a bajas presiones en el límite donde su densidad es cero.

Con ello podemos decir que entre los gases que pueden actuar de una forma ideal están: N2, CO2, entre otros.

Ahora el segundo concepto que debemos tener presente es en que consiste la ley de Boyle-Mariott. La ley de Boyle- Mariotte consiste en demostrar que a temperatura constante el volumen de una cantidad dada de gas es inversamente proporcional a la presión. De donde su ecuación es la siguiente:

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La relación que ilustra PV corresponde a una sola temperatura y gráficamente se llama isoterma.

Esta ley se utiliza para predecir la presión de un gas cuando cambia su volumen. Si los valores iniciales de presión y volumen son conocidos, los finales deben satisfacer la siguiente ecuación:

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        La explicación del experimento está basado en considerar que la presión ejercida por un gas proviene del impacto que dicho gas  tiene con las paredes del recipiente. Si el volumen se reduce a la mitad, la densidad se duplica. Además en un intervalo dado el tiempo, la presión se duplica de igual manera. Por lo tanto si se reduce el volumen a la mitad se duplica la presión. De donde a densidades bajas las fuerzas intermoleculares son despreciables, y por tanto es fácil ver que la ley es universal, ya que es aplicable a todos los gases (gases ideales).

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