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LEY DE BOYLE Resumen.- En este informe se demostrara que la ley de boyle se cumple. En el laboratorio de física se analizó la presión a alturas diferentes, capturadas por el sensor de presión, se demostrara que la presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa (Aire), siempre y cuando su temperatura sea uniforme. Palabras clave.- Presión, Volumen, Gases ideales, Temperatura, Ley de Boyle.

Y a través de esto podemos formar la ecuación lineal donde la constante Kb es la constante de Boyle:

1.- Objetivo. 1.1.- Objetivo general. Determinar experimentalmente la relación existente entre la presión y el volumen de aire a temperatura constante (Ley de Boyle).

1.2.- Objetivo Especifico Determinar la relación entre el volumen y la presión de un gas, en este caso el aire, contenido a una temperatura constante (temperatura ambiente). Determinar que el producto de la presión por el volumen es una constante si la temperatura permanece constante.

2.- Fundamento Teórico. La ley de Boyle es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión. La temperatura de este gas se mantiene constante por lo que la ley general de los gases será: P1 V1 = P2 V2 La presión ejercida es inversamente proporcional al volumen. Matemáticamente se puede establecer que: Pα

1 V

P=Kb

1 V

3.- Procedimiento.

3.1 materiales   

Un equipo de ley de gases aparato sensor de presión Una computadora

3.2 Armado

3.3 Procedimiento por pasos - Primero debemos tomar el aparato de ley de gas. - sellar uno de los lados y el otro lado debe estar abierto. - En el lado abierto se debe conectar el sensor de presión el cual detectara analógicamente la presión existente en el cilindro del aparato de ley de gas. Aparato sensor de presión

- Para cada medida la computadora mediante un programa medirá la presión varias veces y al final sacara una presión media la cual estará en Kpa (Kilo Pascales). - De esta forma podremos obtener datos para formar una tabla la cual contenga los datos de la presión y el volumen. - Para calcular el volumen en el cilindro del aparato de ley de gas debemos medir la altura en la que está ubicado el pistón que está en milímetros. - el diámetro del pistón es de 32,5 mm. Hallar el volumen con la fórmula de volumen de un cilindro.

4.- Datos experimentales. Pistón

A partir de los datos tomados, presión y alturas de ubicación del pistón podemos la TABLA 4-1. Aparatoformar de la ley de gases TABLA 4-1 Nro 1 2 3 4 5 6 7

P (kpa) 0,674 0,697 0,703 0,713 0,727 0,739 0,745

h (mm) 95 90 85 80 75 70 65

8

0,754

60

En la TABLA 4-1 podemos ver, segunda columna la presión en kilo pascales, en la tercera columna las alturas de ubicación del pistón en milímetros.

5.1 Tratamiento de datos. Para hallar el volumen del cilindro se π∗d2∗h V = utilizo 4 , realizando los cálculos adecuados del volumen del cilindro de la maquina a partir de su altura y su diámetro del pistón de 32.5 mm y con las unidades de conversión, obtenemos la TABLA 5-1. TABLA 5-1 V (L) 0,0788 0,0746 0,0705 0,0663 0,0622 0,0580 0,0539 0,0497

P (kpa) 0,674 0,697 0,703 0,713 0,727 0,739

En la TABLA 5-1 se observa el volumen en litros como segunda columna y en la tercera columna la presión en kilo pascales.

A partir de los datos de la TABLA 5-1 podemos obtener una GRAFICO 5-1 lineal. GRAFICO 5-1

0.74

f(x) = - 30.41x^2 + 1.26x + 0.77

0.72 0.7

5.- Análisis de Datos.

Nro 1 2 3 4 5 6 7 8

0.76

0.68 0.66 0.64 0.62 0.05 0.05 0.06 0.06 0.07 0.07 0.08

En la GRAFICA 5-1 se puede observar en el eje “x” el volumen en litros y en el eje “y” la presión en kilo pascales.

Realizando operaciones podemos hallar la inversa del volumen el cual nos servirá para identificar la constante de Boyle. Por otro lado podemos utilizar unidades de conversión para hallar la presión en atmosferas. TABLA 5-2 Nro 1 2 3 4 5 6 7 8

1/v (L^1) 12,690 13,404 14,184 15,082 16,077 17,241 18,552 20,120

P (atm) 0,00665 0,00688 0,00693 0,00703 0,00717 0,00729 0,00735 0,00744

En la TABLA 5-1 se observa la inversa del volumen como primera columna y en la segunda columna la presión pero en atmosferas.

A partir de los datos de la TABLA 5-2 podemos obtener una GRAFICO 5-2 lineal. GRAFICO 5-2

0.01

Como se ve en la GRAFICA 5-2 la constante de Boyle es igual a:

f(x) = 0x + 0.01

0.01 0.01

Kb=0,0001 [ atm L ]

0.01 0.01

7.-Conclusiones.

0.01

Se determinó que la constante en la ecuación (1) es igual a:

0.01 0.01 0.01 0.01 12.5

14.5

16.5

18.5

20.5

22.5

En la GRAFICA 5-2 se puede observar en el eje “x” el volumen en litros y en el eje “y” la presión en atmosferas.

5.2 Analogía Matemática. Y = A x + B B=0

P=Kb

X=

1 V

A = Kb 6.- Resultados.

1 V

; Y = P

Kb = 0,0001 [ atm L ] Con esto podemos determinar que la presión es inversamente proporcional al volumen. 8.- Recomendaciones. El pistón del aparato no debe bajar muy rápido porque las medidas tomadas no serán exactas. 9.- Bibliografía. Brown, Theodore. Presión arterial. En: Química. La Ciencia Central. Prentice Hall. México. 1997. pp. 348. Wolke, Robert L. Arriba, arriba y... ¿por qué? En: Lo que Einstein no sabía. Robin BooK. Bogotá. 2002. pp. 188