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Laboratorio de Fisicoqumica Gases

INDICE

1. Principios Tericos..

. Datos! C"#cu#os $ %esu#tados....&

'. Discusin de resu#tados..(

&. Conc#usiones.........(

). %ecomendaciones...1*

+. %esumen....11

,. Introduccin $ ob-etios.1

/. 0ib#iora2a....1'

(. 3p4ndice....1&

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P%INCIPI56 TE5%IC56

El siguiente laboratorio es referido a los gases, pero que es un gas? Se denomina

asal estado de agregacin de la materiaque no tiene forma ni volumen propio. Suprincipal composicin son molculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de

atraccin, aciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se

expanda para ocupar todo el volumendel recipiente que la contiene.

El gas es la forma fluida de la materia y se considera as idea#o perfecto a aquel quecumple las leyes de gas ideal, tambin tenemos a los ases rea#es los cualespresentan fuerzas de atraccin entre molculas y estas ocupan un volumen

significativo.

!a #e$ de 3oadroes aquella en el que las constantes son presin y temperatura,

siendo el "olumen directamente proporcional al #$mero de moles %n&, adem'stenemos que matem'ticamente, la frmula es(

!a #e$ de C7ar#es se da a una presin dada, el volumen ocupado por un gas esdirectamente proporcional a su temperatura, adem's tenemos que matem'ticamente

la expresin de la formula ser'(

!a #e$ de Ga$8Lussaces dada en la presin del gas, que se mantiene a volumenconstante, es directamente proporcional a la temperatura(

!a #e$ de 0o$#e se da a temperatura constante el volumen de una masa de un gasideal varia inversamente proporcional con la presin que soporta.

!a capacidad ca#or2icaes la cantidad de calor que debe suministrase a un sistema%cerrado& para incrementar su temperatura o cambiar su estado f)sico

*n

sistema gaseoso absorbe calor en funcin a su

capacidad calor)fica. Si el proceso es a presin

constante se denota +p. y si el proceso es a volumen constante se denota +v.

!a di2usin de ases est' dada por la ley de raam quien nos dice(

-la velocidad de difusin de diferentes gases varia inversamente con la raiz cuadradade su peso molecular

Capacidadcalorfca

(C) de un

cuerpo

Masa(m). Calor

especfco(Ce)

=

Vel.1 / Vel.2 = M2 / M1
http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Molhttp://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Mol

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!a e9pansin adiab"tica es un proceso de expansin de una gas donde el sistema

no intercambia calor con el medio es decir( calor /01

2 la ecuacin que describe este proceso se deduce del principio de conservacin de la

energ)a y est' determinado por(

dE : ; < =

3nde(

dE 0 cambio de energ)a de un sistema( dE 0 n.+v.d4

/ 0 calor suministrado

5 0 traba6o realizado por el sistema( 78 0 9dv

D3T56! C3LC>L56 ? %E6>LT3D56

#uestro primer experimento ser'( compresin isot4rmica de# aire

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El equipo se compone de un tubo en * cerrado en uno de sus extremos los brazos del

tubo estar graduados para las mediciones.

a& Se inicia la prueba agregando mercurio al tubo para fi6ar un volumen inicial de aire

atrapado en otro brazo del tubo y medir la diferencia de alturas de los niveles de

mercurio %:&. ;gregar gotas de mercurio y medir el nuevo volumen de aire y la

respectiva diferencia de alturas %

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Pt1 0BCDmmg = :HCC1>[email protected] [email protected]@[email protected]

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2 el grafico para 9x" vs 9resin(

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!a segunda experiencia es e9pansin adiab"tica

En este experimento se busca calcular la relacin de capacidades calor)ficas +pJ+v

a& el equipo consiste de un recipiente con tapn apropiado para el proceso.

*n manmetro simple de tubo en * que contiene agua se conectara al recipiente.

;dem's se conecta al recipiente un tubo capilar.

b& !a prueba consiste en almacenar aire a cierta presin que indique al manmetro

mediante la diferencia de alturas del nivel de agua. ;notar la altura :.

9roducir una expansin muy r'pida destapada y tapada el capilar conectado al

tapn.

;notar la nueva diferencia de alturas

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d& Seg$n presiones manomtricas

Seg$n las presiones manomtricas( 9:7 9

21

1

hh

h

C

C

V

P

=

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Es as) que el +p promedio del aire(

%D.@L %1.BF&=B.1C %1. 0D.@DH< calJmolMA>

2 el +v promedio del aire(

%L.@C %1.BF&=C.1C %1. 0L.@B:calJmolMA>

9or lo tanto el +pJ+v para el aire es(

%D.@DH< calJmolMA>JL.@B:calJmolMA>& 0+pJ+v01.&**,+

Entonces podemos allar el G de error para el c'lculo del +pJ +v(

G E 0 %:.LCC: 7 :.L11BD& J :.L11BD

G E 0 H.FB@HG

El margen de error es menor al CG as) que el valor es aceptable y fue una buenaexperiencia.

DI6C>6IN DE %E6>LT3D56

!os datos que influyen en las experiencias de gases son(

En base a la comparacin de las gr'ficas y a cada una con su recta de

tendencia para la primera experiencia podemos tomar que los valores est'n

siendo aceptables y para la segunda experiencia se demostr un margen de

error de HG y es un margen muy pequeOo con el cual consideramos exitosos

los procesos desarrollados en este laboratorio.

*na observacin es que los valores adoptados por > var)an muco y esto

explica lo que sucede cuando se traba6a en base a un gas real.

!as gr'ficas de presin versus volumen nos dan ecuaciones aplicables para

cuando se quiera saber el volumen de gas en un sistema y aparte tiene una

funcin lineal.

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C5NCL>6I5NE6

3el laboratorio podemos tener las siguientes conclusiones(

!a ley de Poyle es aplicable al aire como se muestra en la experiencia a

condiciones de presin y temperatura descritas.

+omo se vio el valor de > va aumentando a medida que se incrementa la

temperatura y es inversamente proporcional al volumen.

Se comprob que solo son necesarias las presiones manomtricas iniciales y

finales de un sistema que sufri una expansin adiab'tica, para allarse la

relacin entre las capacidades calor)ficas del gas estudiado.

!a grafica de presin versus volumen tiene la tendencia a una iprbola

equil'tera lo cual demuestra que se cumple la ley de Poyle.

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%EC5JEND3CI5NE6

!as recomendaciones que podemos brindar para este laboratorio son las siguientes(

4omar las lecturas de manera precisa y no perder tiempo en estabilizar un

par'metro el cual es muy variable.

#o olvidar calibrar bien siempre todos los instrumentos antes de que sean

utilizados. ;dem's siempre tomar la temperatura ambiente a la que se traba6a.

9or ultimo pero no menos importante recordar que antes de entrar al

laboratorio se debe de leer la gu)a y tener previsto que se realizara, adem's

llevar puesto sus respectivos mandiles y los utensilios a utilizar.

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%E6>JEN

El presente laboratorio titulado como( -;SES tiene como finalidad determinar

experimentalmente la ley de Poyle para lo cual se realizaron dos experimentos los

cuales son compresin isotrmica del aire.

Si la ley de Poyle nos indica que si un proceso se realiza a temperatura constante la

presin multiplicada por el volumen se mantiene constante y para lo cual se arma un

sistema que se compone de un tubo en u cerrado por un lado en el cual se encierrauna cantidad de aire con la ayuda de mercurio, se agrega el mercurio y se toma los

datos necesario y se observa que la presin aumenta al agregar cada vez m's

cantidad de mercurio y el volumen de disminuye.

9rimero se toman las distintas alturas que var)an por lo menos C y en base a ello se

alla el volumen que es @ : A 9 r9 B

+on el volumen ya establecido allamos la presin total, en donde(

Presin total (Pt) = Presin atmosrica (P) ! presin de"ida a

las altura (P#)

Se toman los datos 9x" y se obtienen resultados seme6antes y el 9x"0> promedio

9x"0 1'/.&' mmB 9 cm'

E! traba6o realizado en el laboratorio a las siguientes condiciones(

4emperatura ambiente(

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El siguiente experimento realizado fue de la expansin adiab'tica que permite calcular

la relacin de las capacidades calor)ficas +pJ+v. El experimento realizado fue el

siguiente( con un manmetro simple de tubo * que contiene agua, que almacena aire

a una determinada presin que se mide mediante la diferencia de alturas del niveldel agua.

+pJ+v promedio para el aire terico 0 :.L1:

+pJ+v promedio experimental 0 1.&))1

+alculado con un error( H.FFG

INT%5D>CCI5NEl laboratorio de gases a estimulado la imaginacin de los cient)ficos durante siglos.

!a fascinacin de estos reside en que podemos experimentar con el sin verlos, puesto

que la mayor)a es incoloro. !as investigaciones sobre los gases fueron fundamentales

en el conocimiento de la estructura interna de la materia.

!os gases difieren significativamente de los slidos y l)quidos en varios aspectos. 9or

e6emplo, un gas se expande espont'neamente asta llenar su recipiente. En

consecuencia, el volumen de un gas es el volumen del recipiente el que se guarda.

!os gases tambin son muy compresibles( cuando se aplica presin a un gas, su

volumen disminuye f'cilmente.

En contraste, los l)quidos y slidos no se expanden para llenar sus recipientes y

tampoco son f'cilmente compresibles. !os gases forman mezclas omogneas unos

con otros sin importar las identidades ni las proporciones relativas de los gases

componentes. !a atmsfera es un e6emplo excelente. En contraste, el vapor del agua

y los vapores de la gasolina que est'n sobre los l)quidos forman una mezcla

omognea de gases. !as propiedades caracter)sticas de los gases se deben a que

las molculas individuales est'n relativamente ale6adas unas de las otras. 9or e6emplo

en el aire que respiramos, las molculas ocupan apenas el 1.: G del volumen total, el

resto es espacio vac)o. ;s), cada molcula se comporta en gran medida como si lasotras no estuvieran presentes. 9or consiguiente, los diferentes gases se comportan en

forma similar, aunque se componen de molculas distintas. En contraste, las

molculas individuales de un l)quido est'n cerca unas a otras y ocupan tal vez el B1 G

del espacio total. !as fuerzas de atraccin entre las molculas mantienen 6unto al

l)quido.

50KETI@56

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Este laboratorio nos conduce a determinar(

!os gases nos servir'n para determinar la ley de Poyle y la relacin de la

capacidad calor)fica de algunos gases.

+omprobar el valor experimental con el terico.

!a f'cil aplicacin de este experimento en un laboratorio.

Confrmar que la relacin de capacidades calorfcas Cp/Cv de un gas

real en un proceso adiabtico

0I0LI5G%3FI3

RS+N /*T+;, aston 9ons Tuzzo %:@FB&, Editorial PruOo.

*; 3E !;PNQ;4NQN 3E RS+N/*T+;.

/*T+; E#EQ;!, editorial lumbreras.

/*T+; E#EQ;!, +an, Qaymond.

Piblioteca de +onsulta Ticrosoft +orporation Encarta U

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3PENDICEm'genes tomadas del laboratorio(

1 ntroducimos el mercurio con cuidado con ayuda de una 6eringa y en los tubos.

Sistema armado para el an'lisis de los gases.

;lgunos cuadros del presente informe(

:& 9 vs " tanto experimentales(

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