DETERMINACION DEL COEFICIENTE

PRACTICA Nº2

DETERMINACION DEL COEFICIENTE

ADIABÁTICO DE UN GAS

1.-OBJETIVOS:

Determinar el coeficiente adiabático de un gas, empleando dos métodos experimentales diferentes.

Comprobar los valores obtenidos por ambos métodos.

Aplicar un análisis estadístico, para estimar la precisión de cada método.

2.-FUNDAMENTO TEÒRICO:

La energía U de un sistema depende únicamente del sistema. En un gas ideal depende solamente de su temperatura. Mientras que la trasferencia de calor o el trabajo mecánico dependen del tipo de transformación o camino seguido para ir del estado inicial al final.

Los tipos más comunes de transformación termodinámica son:

Isocórica (volumen constante)

Isobárica (presión constante)

Isotérmica (temperatura constante)

Adiabática o aislada térmicamente ( Q=0)

La ecuación de una transformación adiabática se puede obtener de un modelo simple de gas ideal o bien a partir del primer principio de la termodinámica.

Se denomina índice adiabático de un gas ideal al cociente:

γ=Cp/Cv

Existen muchos métodos para la determinación del coeficiente adiabático de un gas en laboratorio. Los más utilizados son el método de Ruchardt y el método de Clement y Desormers

a) Método de Ruchardt.- se coloca un tubo vertical de vidrio en la boca de un recipiente grande de gas y de volumen V, y se cierra el recipiente con una bola esférica de acero de masa m que ajusta perfectamente al tubo de vidrio de radio r. se desplaza la bola de su posición de equilibrio y empieza a oscilar con un periodo que podemos medir con un cronometro. Conocido el periodo de oscilación podemos determinar el índice adiabático del gas.

Transformación adiabática.- los cambios de volumen del gas se describen mediante un proceso termodinámico. Si suponemos que la oscilación transcurre muy rápidamente podemos considerar que el proceso es adiabático.

b) Método de Clement y Desormers.- el dispositivo experimental consta de un recipiente cuyo volumen es V1 que contiene aire (u otro gas) está conectado a un manómetro necesario para medir pequeñas diferencias de presión y está cerrado por una llave que comunica con la atmosfera.

Supongamos que se ha llenado un recipiente con un gas a una presión P1 mayor a la presión atmosférica ( P0 ) y a temperatura ambiente T0 , entonces T1 = T0 si reducimos rápidamente la presión a la atmosférica, dejando salir parte del gas, podremos despreciar el intercambio de calor con el medio ambiente y así se habrá obtenido una transformación adiabática.

3.- DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

a) Método de Ruchardt

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