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GASES IDEALES

LORENA ESTRELLA DANIEL BLANQUICETH

UNIVERSIDAD DE CORDOBA FACULTAD DE EDUCACIÓN Y CIENCIAS HUMANAS LICENCIATURA EN CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL MONTERÍA / CÓRDOBA 2018

INTRODUCCIÓN

Para determinar una ecuación de estado de los gases implica la medición de la presión que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene. La presión de los gases comúnmente se expresa en atmósferas o milímetros de mercurio. El estudio sistemático del comportamiento de los gases les interesó a los científicos durante siglos. Destacan los nombres de varios investigadores que establecieron las propiedades de los gases.

Ley de Avogadro: Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. La cantidad de gas la medimos en moles. En donde se tiene que el volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas: Si aumentamos la cantidad de gas, aumenta la cantidad de volumen. Si disminuye la cantidad de gas, disminuye el volumen. Existen dos tipos de ecuaciones donde podemos diferenciar la ley de Avogadro: Donde se puede relacionar: Al haber ahora mayor distancia entre las paredes (es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra las paredes disminuye y la presión vuelve a su valor original. Si se tiene una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzo del experimento. Si se varía la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2, entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá.

Si se tiene una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzo del experimento. Si se varía la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2, entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá:

Ley de Boyle: Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. El volumen es directamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta el volumen disminuye. Si la presión disminuye el volumen aumenta. Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor. Si se tiene un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si se varía el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

Ley de Charles: Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor. Si se tiene un volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si se varía el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

Ley de Gay-Lussac: Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor: Se tiene un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá.

OBJETIVOS

Analizar y conocer a profundidad las leyes de los gases, aplicándolas respectivamente en la práctica de laboratorio. Observar los procesos para determinar si pertenece a la Ley de Charles, Boyle y GayLussac

RESUMEN

En la práctica realizada se pudieron evidenciar las leyes de BOYLE, LUSSAC, CHARLES, las cuales determinan el comportamiento del gas ideal. En la primer pate del laboratorio estudiamos la ley de BOYLE mediante una fuerza la cual oprimiera una jeringa y esta generara un cambio de volumen y así un cambio de presión la cual fue medida con el manómetro, en la segunda parte utilizamos un Erlenmeyer con agua el cual se calentó y así se pudo medir la presión con el manómetro en diferentes temperaturas, ya en la tercera parte del laboratorio utilizamos un recipiente con agua, un manómetro, vernier y un globo al calentar el agua pudimos determinar como el volumen aumentaba en relación con la temperatura. Con los experimentos anteriormente nombrados pudimos comprobar de forma experimental las 3 leyes que rigen el gas ideal, para cada experimento realizamos una tabla con los valores medidos en cada etapa del experimento para así realizar una gráfica la cual nos permita saber la ecuación de la recta y el coeficiente de correlación entre las variables

RESULTADOS Ley de Charles Temperatura (°C) Presión (psi) 44° 1 45° 2.02 60° 3.04 61° 4 Ley de Gay-Lussac Temperatura (°C) Diámetro (cm) 80 5,06 92 7,05 92 10 91 13,5 6.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Conversión de unidades Presión (Pa) Volumen (m3) 6894.76 0.000047 13927.41 0.000040 27992.72 0.000030 41368.55 0.000025 Temperatura (K) Diámetro (m) 353 0.0506 365 0.0705 365 0.1 364 0.135

Volumen vs. Temperatura En este caso, para poder hacer la relación de volumen y temperatura se tuvo en cuenta el diámetro del globo y el volumen se halló con la fórmula de volumen en una esfera: Por lo tanto: T (k) Volumen (m3) 353 0,00007 365 0,0002 365 0,0005

364 0,0013 Ya con los datos claros se realizó la gráfica: Tomando como indicador de linealidad valores de R^2 > 0,9. ¿Se presenta la linealidad entre las variables P vs T, V^ −1 vs P y V vs T? y = 4E-05x -0.0156R² 0.224200.00020.00040.00060.00080.0010.00120.0014352354356358360362364366

=

Temperatura vs. Volumen Si se presenta linealidad entre variables, esto se puede ver evidenciado en el siguiente cuadro de valores: Variable Coeficiente de correlación P vs T 1 V^-1 vs P 0,9185 V vs T 0,2242 Según los datos anteriores la linealidad aplica en dos casos, tanto en Presión vs Temperatura y en V^-1 vs Presión, ya que estos coeficientes son mayores que 0,9. En caso de presentarse la linealidad, determine el valor de las constantes k1, k2Y k3. Para realizar satisfactoriamente el ejercicio, se sacó un promedio en cada variable con el fin de obtener un valor único para luego reemplazar en las respectivas fórmulas. Presión (Pa) Volumen (m3) 6894.76 0.000047 13927.41 0.000040 27992.72 0.000030 41368.55 0.000025 55709.65 0.000015 82875 0.000010 103421.39

0.000006 47455,64 0,000025 P*V= (47455,64*0,000025)= 1.18 P/T= (17340,32)/(339)= 51,151 Temperatura (K) Presión (Pa) 317 6894.76 318 13927.41 333 20960,07 334 27579,04 339 17340,32

CONCLUSIONES

Analizando cada uno de los experimentos realizados y comparándolos con las gráficas, datos de cada una de las variables pudimos evidenciar errores ya sea en la toma de datos o en los instrumentos utilizados, por esta razón para tener un margen de error menor lo más conveniente es repetir los procesos realizados en el laboratorio. La ley de Boyle establece que el volumen de una determinada cantidad de gas ideal es inversamente proporcional a la presión que ejerce sobre el gas, esto es posible solo si la temperatura y la cantidad de sustancia se mantienen constantes. Es por ello que en la práctica de laboratorio a medida que la presión iba aumentando el volumen disminuía, esto se ve evidenciado en la tabla de datos. Respecto a la ley de Charles se establece que si la presión es constante y la cantidad de sustancia también lo es, entonces el volumen varia directamente con la temperatura, esta información nos la da la gráfica de Temperatura vs Volumen pues se puede inferir que a medida que la temperatura aumenta el volumen también lo hace. La ley de Gay-Lussac relaciona la variación de la presión respecto a la temperatura solo si son constantes la cantidad de sustancia y el volumen. Para este caso en la práctica de laboratorio se vio evidenciado en la gráfica de Presión vs Temperatura, por lo tanto se logra analizar que estas dos son directamente proporcionales.

Bibliografía . (12 de Septiembre de 2015). Obtenido de http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gases/