Practica #5 Gases Relación Presión y Volumen

 Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Ingeniería Industrial

Laboratorio

Termodinámica

2206 D

Practica #5 Gases Relación Presión y Volumen

Profesor: Rafael Villela Salazar

Objetivo

• Observar las variaciones de la presión y el volumen de un sistema gaseoso, manteniéndose la masa y la temperatura constante.

Introducción

Ley de Boyle

Hacia el año 1660, Robert Boyle realizó una serie de experimentos con las que determino el efecto que ejerce la presión sobre el volumen de una determinada cantidad de aire. El aparato que utilizó Boyle extraordinariamente simple.

Boyle estableció que la presión es inversamente proporcional al volumen, es decir:

[pic 1]

O bien:

[pic 2]

Como Boyle realizo sus experimentos a temperatura constante, la Ley de Boyle puede formularse así; “El volumen de un gas varía de una forma inversamente proporcional a la presión, si la temperatura permanece constante”.

Siempre que la masa y temperatura de una muestra de gas se mantengan constantes, el volumen de dicho gas es inversamente proporcional a su versión absoluta.

[pic 3]

[pic 4]

Si la presión aumenta, el volumen disminuye.

[pic 5]

Ley de Gay Lussac

Si el volumen de una muestra de gas permanece constante, la presión absoluta de dicho gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, 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 de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

[pic 6]

(El cociente entre la presión y la temperatura (kelvin) es constante, donde k es constante)

[pic 7]

Volumen y masa constantes.[pic 8]

Ley de Charles

Para una masa dada de un gas a presión constante, el gas presenta una variación en su volumen la cual es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

Presión y masa constantes.[pic 9]

[pic 10]

Desarrollo

Desarrollo de Ley de Boyle

Se ensambla los dos dispositivos (aparato Boyle-Mariott, manómetro diferencial). De modo de que una manguera los una. En seguida se comienza a hacer uso de los instrumentos, con el dispositivo de Boyle-Mariott empieza a disminuir el volumen (siendo cuidadoso de que no haya ni una filtración de aire) de dos en dos centímetros, el manómetro comienza a subir ligeramente. Y se comienza con la toma de datos.

Desarrollo de Ley de Gay-Lussac

Se comienza con el ensamble de la jeringa con el manómetro, la jeringa previamente llenada con agua, se mete la jeringa dentro de la jarra con agua calentándose, se espera a que el agua este a 35° para comenzar a tomar los datos, una vez que ya se haya llegado a la temperatura deseada, se comienza con la toma de datos, los cuales se toman cada 5°.

Material y equipo

• Aparato de Boyle-Mariotte
• Termómetro
• Manómetro de U
• Jarra con resistencia
• Jeringa

Datos

Tabla para Ley de Boyle, datos obtenidos del manómetro y el embolo

Tabla Ley de Gay Lussac

Nota: Calcular el volumen ocupado por el aire, con el diámetro interno del tubo y la longitud. Di=6.9 cm (r=3.45 cm).

Formulas y Cálculos

[pic 26]

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Cálculos Ley de Boyle

Calculo del volumen

[pic 32]

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