Practica 1 Leyes De Los Gases Ideales

PRACTICA Nº 1 LEY DE LOS GASES

* OBJETIVO

El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles, Gay-Lussac y la ley combinada del estado gaseoso.

* INVESTIGACION TEORICA.

LEY DE BOYLE

La Ley de Boyle es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

PV=k

Donde k es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante k para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

P_1 V_1=P_2 V_2

Donde:

P_1= Presión Inicial

P_2= Presión Final

V_1=Volumen Inicial

V_2 =Volumen final

Además si despejamos cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:

P_1=(P_2 V_2)/V_1 , V_1=(P_2 V_2)/P_1 , P_2=(P_1 V_1)/V_2 , V_2=(P_1 V_1)/〖 P〗_2

Gráficamente

LEY DE CHARLES

La Ley de Charles, es otra de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética (debido al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

V/T=k

Donde:

* V es el volumen

* T es la temperatura absoluta

* k es la constante de proporcionalidad.

Además puede expresarse como:

V_1/T_1 = V_2/T_2

Donde:

V_1= Volumen inicial

T_1= Temperatura inicial

V_2= Volumen final

T_2= Temperatura final

Despejando T_1 se obtiene:

T_(1=(V_1∙T_2)/V_2 )

Despejando T_2 se obtiene:

T_(2=(V_2∙T_1)/V_1 )

Despejando V_1 es igual a:

V_(1=(V_2∙T_1)/T_2 )

Despejando V_2 se obtiene:

V_2=(V_1∙T_2)/T_1

LEY DE GAY-LUSSAC

La ley de Gay-Lussac dice: “Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión moderada se mantiene constante, el cociente presión y temperatura (Kelvin) permanece constante”:

P/T=k_3

Donde:

* P es la presión

* T es la temperatura absoluta

*k_3 es la constante de proporcionalidad

Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P_1 y a una temperatura T_1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T_2, entonces la presión cambiará a P_2, y se cumplirá:

P_1/T_1 =P_2/T_2

Donde:

P_1= Presión inicial

T_1= Temperatura inicial

P_2= Presión final

T_2= Temperatura final

Que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Gráficamente.

LEY COMBINADA DEL ESTADO GASEOSO.

La ley combinada de los gases ideales es una ley de los gases ideales que combina la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que:

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.

Esto matemáticamente puede formularse como:

PV/T=K

Donde:

P = Es la presión

V = Es el volumen

T = Es la temperatura absoluta (en Kelvin)

K = Es una constante (con unidades de energía dividida por la temperatura) que dependerá de la cantidad de gas considerado.

Otra forma de expresarlo es la siguiente:

(P_1 V_1)/T_1 =(P_2 V_2)/T_2

Donde:

Presión, volumen y temperatura se han medido en dos instantes distintos 1 y 2 para un mismo sistema.

En adición de la ley de Avogadro al rendimiento de la ley de gases combinados se obtiene la ley de los gases ideales.

*DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

MATERIAL:

* 1 vaso de precipitados de 250 ml.

* 1 agitador.

* 2 pesas de plomo.

* 1 mechero.

* 1 anillo.

* 1 pinza universal.

* 1 tela con asbesto

* 1 jeringa de plástico graduada de 10 ml herméticamente cerrada.

* 1 termómetro.

* 1 pinzas para vaso de precipitados

DATOS

P_(DF=585 mmHg)

m_(Émbolo= 8g)

D_(Int=1.82 cm)

760mmHg=(1.013x〖10〗^(6 ) dinas)/〖cm〗^2

P=f/A=(m*g)/A_Émbolo

PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE

1.- Monte la jeringa como se indica en la figura 1

2.- Presione ligeramente el émbolo, éste regresará a un volumen inicial V_0 correspondiente a una presión inicial P_0

P_0=P_DF+ P_(Émbolo a temperatura ambiente)

3.- Ponga arriba del émbolo la pesa más pequeña y con precaución presione ligeramente; el émbolo regresara a su volumen V_1 correspondiente a una presión P_(1.)

P_1=P_0+P_(Pesa 1)

4.- Quite la pesa pequeña

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