Presión En Volumen De Gas

Efecto de la presión en el volumen de un gas

Introducción

Las llantas de automóviles deben mantener el aire a una presión muy por encima de la presión atmosférica para que puedan resistir el peso del vehículo. Cuando se pincha una llanta, se escapa el aire de dentro de la llanta hasta que la presión interna es igual a la atmosférica.

La relación cuantitativa entre la presión y el volumen gaseosa se resumen en la ley de Boyle que dice “a temperatura constante el volumen de una muestra gaseosa varia inversamente con la presión ejercida sobre el gas”.

V = K / P

VP = K

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.

Esta ecuación se puede establecer como sigue: “a temperatura constante el producto de la presión por el volumen de una cantidad de gas es constante”.

De aquí se deduce que: P1V1 = P2V2.

En este experimento se atrapa en una jeringa una cantidad de gas; luego se aumenta la presión colocando pesos (libros en el extremo del émbolo). La presión total que actúa sobre el gas comprende el peso de los libros más el peso de la atmósfera. Se puede escribir simbólicamente:

Presión total = presión ejercida por los libros + presión ejercida por la atmósfera.

Para cada presión ejercida se anotará el volumen del gas. Se graficarán los datos como volumen contra presión para mostrar la curva típica de una relación inversa. Se calculará el producto PV para cada conjunto de datos.

Conocimientos previos

Definición de gas: es un estado de la materia capaz de ocupar cualquier recipiente en que sea introducido.

Ley de los gases ideales y postulados: Ecuación de estado: cada sustancia viene descrita por su ecuación de estado: PV=nRT

Diferencias entre gas ideal y real:

Ley de Charles: El volumen de una muestra gaseosa es proporcional a la temperatura del gas (K).

V= (cte.)(T) (a P cte.)

P= (cte.)(T) (a V cte.)

Ley de Boyle: A temperatura constante la presión de una muestra de un gas es inversamente proporcional a su volumen o viceversa, el volumen que ocupa es inversamente proporcional a su presión.

P α V-1

V α P-1

Unidades de presión:

1 Atm = 101.325 Kpa = 760 Torr

1 psi = 6.849757Kpa

1 mmHg = 133.222 Pa

1 bar = 105 Pa

Pa = Nm-2

Constante de los gases ideales en diferentes unidades:

8.31447 J mol-1 K-1

8.20574x10-2 dm3 atm mol-1 K-1

1.98721 cal mol-1 K-1

162.364 dm3 Torr mol-1 K-1

8.31447 Pa m3 mol-1 K-1

8.31447x10-2 dm3 bar mol-1 K-1

Objetivo

Analizar el efecto de la presión sobre el volumen de los gases a temperatura constante

Establecer una relación entre presión y volumen

Aparatos y Reactivos

1 Jeringa de 25 mL con su émbolo, 1 soporte universal, 1 pinza para matraz, 1 tapón no. 5 o 6 y 6 libros (para usar como peso. C/u de 200 a 500 páginas aprox.).

Requerimientos de seguridad

Los requerimientos de seguridad son los básicos: Vestido apropiado (pantalón largo, zapato cerrado, cabello recogido). Para esta práctica la bata de algodón y los lentes de seguridad no son indispensables.

Procedimiento

Parte I.- Observaciones cualitativas sobre comprensibilidad

Jalar el émbolo de la jeringa

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