Gases

GASES

1.- Objetivos de la práctica

La práctica tiene los siguientes objetivos:

- Realizar mediciones de presión usando un manómetro en U.

- Estudiar el comportamiento de un gas y comprobar en forma practica el cumplimiento de las leyes empíricas desarrolladas por Boyles, Charles y Gay Luzca.

- Calcular experimentalmente el valor de la constante de R y comparar el valor hallado con el valor bibliográfico.

- Generar un gas en condiciones controladas y recogerlo sobre agua, utilizando para ello un eudiometro.

- Realizar medidas de magnitudes comunes en forma correcta y confiable.

- Realizar el tratamiento de datos con énfasis en PROMEDIO ARITMETICOS Y ERRORES ABSOLUTO Y RELATIVO.

2.- Fundamento teórico

2.1.- Modelo de Gas Ideal

Todos los gases muestran un comportamiento similar ante variaciones de presión, temperatura, y volumen, independientemente de la estructura molecular del gas, es decir, que las distintas relaciones que se pueden determinar son validas parra todos los gases ha sido necesario crear un modelo de gas ideal.

En la naturaleza no existe un gas ideal, pero en ciertas condiciones de presión y temperatura los gases reales se acercan al comportamiento ideal o presentan pequeñas variaciones respecto a dicho comportamiento.

Las características más importantes que debe tener un gas ideal son las siguientes:

- El volumen de las moléculas de un gas real es muy pequeño en comparación con el volumen del recipiente, por lo tanto, en el modelo de gas ideal. EL VOLUMEN DE LAS MOLECULAS ES DESPRECIABLE (ES CERO), YA QUE ESTAS SON CONSIDERACIONES COMO PUNTOS MATERIALES.

- Las fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas de un gas real son muy débiles, por lo que , en el modelo de gas ideal NO HAY FUERZAS DE ATRACCION O REPULSION ENTRE LAS MOLECULAS DEL GAS.

- Los choques intermoleculares son poco frecuentes en un gas real, en un gas ideal. EL CHOQUE ENTRE MOLECULAS DE UN GAS IDEAL, NO EXISTE Y EL CHOQUE ESNTRE MOLECULAS Y PAREDES DEL RECIPIENTE ES COMPLETAMENTE ELASTICO, vale decir, que la cantidad de movimiento se conserva y por lo tanto no se produce un cambio en la magnitud de la velocidad.

- Debido a que no existen fuerzas intermoleculares de atracción y repulsión, LA TRAYECTORIA SEGUIDA POR LAS MOLECULAS ANTES Y DESPUES DEL CHOQUE ES COMPLETAMENTE RECTILINEA.

2.2.- Ley de Boyle - Mariotte

La ley de Boyle se puede expresar de la siguiente manera:

"EL VOLUMEN DE UNA MASA DAD DE CUALQUIER GAS A

TEMPERATURA CONSTANTE VARIA EN FORMA INVERSAMENTE

PROPORCIONAL A LA PRESION ABSOLUTA A LA ES SOMETIO"

Del anunciado anterior se deduce:

P = k(n,T) / V

La ley de Boyle también se puede enunciar de la siguiente manera:

EN UN SISTEMA AISLADO PARA CUALQUIER MASA DE GAS EN

UN PROCESO ISOTERMICO (temperatura constante) , EL

PRODUCTOPRESION POR EL VOLUMEN ES CONSTANTE

Tomando en cuenta el enunciado anterior, la ley de Boyle se puede expresar matemáticamente de la siguiente manera:

PV = k(n,T)

2.3.- Ley de Charles

En forma simple la ley de charles se puede enunciar:

EN TODO PROCESO ISOBARICO (presión constante), MANTENIEDO

EL NUMERO DE MOLES CONSTANTE, EL VOLUMEN DE

CUALQUIER GAS ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SU

TEMPERATURA ABSOLUTA

Matemáticamente en forma general la ley de Charles se puede expresar

V/ T = k(n,T)

V = Tk (n,T)

2.4.- Ley de Gay Luzca

La ley de Gay Luzca, se puede expresar de la siguiente manera:

EN TODO PROCESO ISOCORICO (volumen constante), MATENI_

ENDO EL NUMERO DE MOLES CONSTANTE, LA PRESION DE

CUALQUIER GAS ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A SU

TEMPERATURA ABSOLUTA

Matemáticamente la ley de Gay Luzca se expresa de la siguiente manera:

P / T = k(n,T)

P = T k(n,T)

2.5.- Condiciones Normales

Las condiciones normales de presión y temperatura son valores arbitrarios adoptados por acuerdo internacional.

P = 101.3 [kPa] = 1atm

T = 273,16 [ºk] = 0 [ºC]

El volumen ocupado por un mol de cualquier gas en determinadas condiciones de presión y temperatura recibe el nombre de volumen molar. Experimentalmente se ha establecido que un mol de cualquier gas en condiciones normales de presión y temperatura ocupa de 22,4 litros, a este volumen se conoce como volumen molar normal.

2.6.- ecuación General de los Gases Ideales

La ecuación de los gases se expresa de la siguiente manera:

PV = n RT

La ecuación anterior se conoce como ECUACION GENERAL DE LOS GASES IDEALES, los gases reales se acercan al comportamiento de esta ecuación únicamente a bajas densidades y temperaturas altas; condiciones en las cuales las fuerzas intermoleculares tienen mínima importancia.

3.- Procedimiento

3.1.- Medidas de la presión

1. Describir y dibujar el equipo utilizado.

2. Colocar papel milimetrado detrás de cada manómetro.

3. Medir el diámetro interno del manómetro.

4. Inflar el blazer de pelota hasta alcanzar un diámetro de 20cm.

5. Conectar el blazer a los manómetros evitando las fugas de aire.

6. Medir la presión manométrica

7. Determinar el valor de la presión atmosférica.

8. Calcular el valor de la presión absoluta.

3.2.-Ley de Boyle

Con el sistema de la figura variar la presión del gas, observando que el volumen también varia.

Registrar los volúmenes y presiones manteniendo la temperatura constante, que será la del laboratorio.

Determinar la presión absoluta del gas considerando que la presión manométrica del gas es la diferencia de alturas entre las dos columnas del manómetro formado.

El volumen se determina a partir del diámetro interno del tubo que encierra el gas y la altura de la columna de gas.

3.2.- Ley de Charles

Con el sistema de la figura registrar la variación de temperatura y volumen cuidando de mantener la presión constante. Un método para lograrlo es mantener ambas columnas del

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