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LEY DE CHARLES Jeffrey Abello, Marcelo Márquez, Yorly Oviedo, Steven Pérez Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia. Programa de Licenciatura en Biología y Química. *[email protected]

1.

INTRODUCCIÓN

Los gases tienen varias propiedades que podemos observar con nuestros sentidos, incluyendo el gas de presión, temperatura (T), en masa, y el volumen (V) que contiene el gas. La observación cuidadosa, científica ha determinado que estos las variables están relacionadas entre sí y que los valores de estas propiedades determinan el estado del gas [1]. El siguiente avance significativo en el estudio de los gases llegó a principios de 1800 en Francia. El prominente científico francés Jacques Charles, efectuó mediciones detalladas sobre la forma en que el volumen de un gas se veía afectada por la temperatura del gas. Charles se encargó de conservar todas las propiedades de la constante de los gases a excepción de la temperatura y el volumen. El equipo utilizado por Jacques Charles era similar a la empleada por Robert Boyle. Una cantidad de gas fue atrapado en un tubo de vidrio en forma de J que se selló en un extremo. Este tubo se sumergió en un baño de agua; cambiando la temperatura de las aguas Charles era capaz de cambiar la temperatura de los gases. La presión se mantuvo constante mediante el ajuste de la altura de mercurio de manera que las dos columnas de mercurio tenía la misma altura, y por tanto la presión era siempre igual a la presión atmosférica. [2] La ley de charles expresa la relación entre el volumen y la temperatura y además sirve de base para la escala de temperaturas absolutas. Expresa que el volumen de un gas varía linealmente con la temperatura si se mantienen constantes la presión y en número de moles. [3] 2.

Figura 1 montaje experimental para la ley de En el baño Charles de maria se hirvió agua, introduciéndose el matraz de fondo plano con aire, determinándose después de 3 minutos, la temperatura del aire dentro del matraz, al cual después de este procedimiento, se le coloca un tapon monohoradado con un tubo de vidrio capilar y se colocó de forma invertida en la cuba hidroneumática con agua muy fría, determinando asi la temperatura del agua de la cuba. Finalmente, cuando deja de entrar agua al matraz se determina el volumen del agua que ingresó al mismo y se hacen los cálculos respectivos, con los datos numéricos de los volúmenes y las temperaturas obtenidas. 3.

RESULTADOS Y DISCUSION

Los resultados experimentales se describen en la presente tabla:

DESARROLLO EXPERIMENTAL grupo

Se procedió a determinar experimentalmente la Ley de Charles, basados en corroborar la relación que existe entre el volumen y la temperatura de un gas ( en este caso el agua) mediante un baño de maria (fig. 1), usando materiales como matraz de fondo plano de 250 mL, un termómetro de mercurio, un tapon de hule, un tubo de vidrio capilar, una cuba hidroneumática y una pinza para matraz.

1 2 3 4 5 6 +7 8 9

T1(°C) 40 50 60 65 70 72 75 80 85

V1(mL) 150 150 100 150 100 100 200 100 100

T2(°C) 6 0 0 5 4 4 4 4 2

VH2O(mL ) 34 36 35 95 27 60 60 50 40

V2(mL) 116 114 65 55 73 40 140 50 60

+ Esta línea de datos no se considera en la gráfica respectiva, puesto que se desvía mucho de la tendencia de los datos.

Grafica V2 vs T1

De acuerdo con los resultados obtenidos experimentalmente, se puede inferir que cuando aumentamos la temperatura del agua, las moléculas se mueven con mas rapidez, esto quiere decir que el numero de choques por unidad de tiempo es mayor. Es decir, se producirá un aumento de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen. .La temperatura es un promedio de movimiento molecular. Esto significa que, mientras que todas las moléculas de agua se mueven alrededor del matraz que la contiene en diferentes direcciones a diferentes velocidades, tendrán una cantidad media de energía que es la temperatura del agua. Esencialmente pues, las moléculas requieren energía cinética para moverse, la cual se mide por la temperatura.

4.

REFERENCIAS 1. 2. 3.

Benson,T. Charles’Law. NASA, Glenn Research Center, 2011. Blauch, D. Charles’Law study. Davidson Education, 2010. Becker, R. General Chemistry. willey & Sons, 2011.