Leyes de los Gases “Ley de Boyle-Mariotte”

• MATERIA

Laboratorios de Fundamentos de Fisicoquímica

• NOMBRE DE LA PRACTICA

Leyes de los Gases “Ley de Boyle-Mariotte”

INTRODUCCIÓN

Se le considera a los gases como un estado de la materia, donde se encontraran las moléculas muy separadas en comparación de los sólidos y líquidos por tanto podríamos decir que la interacción entre las moléculas será muy débil.

Esto hace que su estructura y el comportamiento de los gases sean característicos.

Propiedades de los gases

Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene.

Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.

Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando se aplica una presión.

Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.

La energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

Las propiedades que presentan los gases, son:

• presión
• volumen
• temperatura
• masa

Presión

Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente que los contiene.

Temperatura

La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.

La temperatura de los gases se expresa en grados Kelvin.

Masa

La cantidad de un gas se expresa mediante el número de moles de sustancia, que se calcula como el cociente entre la masa de gas y su peso molecular

Volumen

Es el espacio ocupado por el gas este será siempre en base al recipiente que lo contenga.

Existen dos clasificaciones de los gases :

• ideales
• reales

Los gases ideales son aquellos en donde el sistema que los contiene está en equilibrio, de modo que los valores definidos de las propiedades no cambian con el tiempo, hasta que no se alteren los factores externos que actúan sobre él. Se considera que un gas ideal presenta las siguientes características:

• Compuestos por moléculas o átomos diminutos separados por distancias mucho mayores a su tamaño.
• El volumen de cada átomo o molécula es despreciable en comparación con el volumen total del gas.
• Los átomos o moléculas tienen movimientos aleatorios y en línea recta.
• Las colisiones dentro del sistema son perfectamente elásticas.
• No hay fuerzas de atracción o repulsión entre las moléculas.

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de los gases ideales, es decir, que se desvían de la idealidad. Evitando las temperaturas extremadamente bajas y las presiones muy elevadas, podemos considerar que los gases reales se comportan como gases ideales.

En los gases reales si se consideran las interacciones moleculares ocasionadas por fuerzas de atracción y repulsión. Al mismo tiempo, el volumen no se considera despreciable, sino que cuando se considera una presión muy alta, el volumen se aproxima a cero.

Ley de boyle

A temperatura constante, el volumen de cualquier gas, es inversamente proporcional a la presión a que se somete.

OBJETIVO

• Determinar si el aire en las condiciones ambientales nos permite obtener la relación entre la presión y el volumen descrita por Boyle-Mariotte.

MATERIAL Y EQUIPO

• Aparato de Boyle
• 1 Regla

DESARROLLO

[pic 1]

DATOS EXPERIMENTALES

Tabla 1. Registro de alturas medidas de aire y mercurio en el aparato de Boyle

Se tiene que la altura manométrica  y la altura del gas están dadas en [cm] por tanto se realizaron las conversiones correspondientes para obtener los datos en    para el caso de la presión manométrica tomando en cuenta que:[pic 2]

1 atm= 76 cmHg           y      que además        1 atm =  1.013x10⁶  [pic 3]

Entonces:

) () ( )= Presión [pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Debido a que también nos piden la presión del sistema, esta se conformara por la siguiente expresión:

P sistema= P manométrica + P atmosférica

Y se tomo en cuenta que la presión atmosférica en el Distrito Federal es de 585 mmHg

Por tanto   →    P atmosférica =  779743  [pic 8]

Con respecto al gas, se pidió el volumen en [cm³], por tanto tenemos que él  radio (r) del tubo del aparato es de 0.25 cm entonces:

V=(πr²)(h)

De las anteriores conversiones se obtuvo:

Tabla 2. Registro de presiones y volumen de el aparato de boyle en la unidad requerida (presión en dyn/cm2 y el volumen en cm3)

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