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• ginneth miranda ricardo

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LABORATORIO DE FISICOQUIMICA LEY DE BOYLE Katty Daza Sanchez Johana Jiménez Hoyos Benito Pertuz Arroyo Ing. Ramiro Torres Gallo 

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OBJETIVOS Identificar la relación que existe entre presión y volumen mediante la utilización de métodos analíticos y gráficos Conocer la variación de volumen cuando se adiciona mercurio al manómetro.  RESUMEN El laboratorio realizado que lleva como titulo “La Ley de Boyle”, se utilizo como instrumento principal para llevar a cabo la practica del manómetro. Este experimento consistió en observar la variación del volumen con respecto a la presión adicionándole mercurio. Primero se agrego mercurio hasta obtener un equilibrio con una altura de 10cm ya que en este punto las presiones eran iguales, luego de tener este equilibrio se echó mercurio (1cm) y la presión del gas iba aumentando, así se realizo varias veces hasta anotar seis lecturas, tomando la distancia del nivel del mercurio de la columna.  INTRODUCCION En 1662, Robert Boyle señalo que el volumen de un gas a

temperatura constante disminuía cuando se aumentaba la presión a que estaba sometido y de acuerdo con los limites de exactitud experimental, el volumen de cualquier cantidad definida de gas a temperatura constante variaba inversamente a la presión ejercida sobre el. A esta importante generalización se le conoce como “Ley de Boyle”. Si se expresa matemáticamente, establece que a temperatura constante. V

1/P; PV = K1

Donde: V, es el volumen del gas; P, es la presión del gas; K 1, es el factor de proporcionalidad (cuyo factor depende de la temperatura del gas, el peso del gas, la naturaleza del gas, y las unidades en que se expone la presión y el volumen. La ecuación siguiente:

anterior

a

la

PV = K1 De la cual se deduce, que si en cierto estado la presión y el volumen del gas P1 y V1 mientras que en otro son P2 y V2, se cumple a temperatura constante: P1V1 = K1 = P2V2 P1/P2 = V2/V1

Y

Una de las aplicaciones de esta ley a nuestra carrera es que como vapor, el agua sigue la ley de los gases ideales presión, volumen, que muestra la relación de la presión y temperatura, una aplicación de este principio se

encuentra en los procesos térmicos de conservación de alimentos utilizando como técnica la esterilización de los alimentos no ácidos en los enlatados, cuyo calentamiento externo causa que la presión interna se incremente.

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Se iba adicionando mercurio por una cantidad la cual fue de 1cm. Se realizo de la diferencia de distancia entre la altura total del manómetro y la altura a la cual subió el mercurio cuando se agregaba al manómetro, se realizo seis veces para obtener mas datos.

 PROCEDIMIENTOS Y METODOS 

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Se tomo el manómetro como instrumento principal, el cual era una manguera delgada en forma de U sostenida en una tabla que tenia una hoja milimetrada para detallar la distancia. Se agrego mercurio hasta tener un equilibrio, la altura fue de 10cm.

 CUESTIONARIO 1. PGas = PAbsoluta – PAtmosferica Esta ecuación se utiliza para presiones por encima de la presión atmosférica. Despejando la presión absoluta PAbs = PGas + PAtm Hallamos la presión del gas para la sexta lectura y la distancia del nivel del mercurio.

Nº de Diferencia del Presión del Presión lecturas nivel de la gas mmHg absoluta columna en mmHg mmHg

Volumen del gas π r2 h. en en mm3

Primera

490 - 110 = 380

135 - 110 = 25

25 + 760 = 785

3.14*(2.5)2(380) = 7457.5

Segund

490 - 120 = 370

170 - 120 = 50

50 + 760 = 810

3.14*(2.5)2(370) =7261.6

Tercera

490 - 130 = 360

205 - 130 = 97

97 + 760 = 857

3.14 (2.5)2(360) = 7065

Cuarta

490 – 140 = 350

237 – 140 = 75

75 + 760 = 835

3.14 (2.5)2(350) = 6868.7

Quinta

490 – 150 = 340

269 -150 = 119

119 + 760 = 879

3.14 (2.5)2(340) = 6672.5

Sexta

490 - 160 = 330

303 –160 =143

143 + 760 = 903

3.14 (2.5)2(330) =6476.25

2. GRAFICA

3. ¿Consulte dos procesos térmicos de conservación de alimentos? Relaciónelo con la ley de Boyle. R/ Una de las aplicaciones de esta ley en los procesos térmicos en alimentos es que el agua en forma de vapor sigue la ley de los gases ideales, en este caso relacionando presión y volumen; este principio se encuentra aplicado en los procesos de conservación de los alimentos, utilizando como técnica la esterilización de los alimentos no ácidos, por ejemplo los enlatados, ya que el calentamiento externo causa que la presión interna se incremente Escaldado: Se realiza en equipos especialmente diseñado para cada producto, pues le volumen que toma la materia prima a tratar varia, cuando presenta cambios de presión; en estos casos la temperatura debe estar controlada. 4. Investigar otras aplicaciones de la Ley de Boyle en la Ingeniería de alimentos. R/ Alimento congelado: Es aquel en que la mayor parte de su agua de constitución (agua libre) se ha transformado en hielo, al ser sometido a un proceso de congelación, especialmente concebido para preservar su integridad y calidad y para reducir, en todo lo posible las alteraciones físicas, bioquímicas y microbiológicas, durante la fase de congelación; en este momento la

temperatura permanece constante por tanto la presión que sufre el alimento varia con respecto al volumen que tome. 5. ¿Que relación existe entre volumen y la presión de un gas? R/ la relación que existe entre presión y volumen son inversamente proporcional, es decir, si la presión aumenta el volumen disminuye y si la presión disminuye el volumen aumenta 6. ¿considera que un gas esta contenido dentro de un cilindro que se cierra mediante un pistón “sin piso” que se mueve libremente, donde la presión del gas depende del peso total colocado encima del pistón que sucedería si: a) El peso colocado sobre el pistón se duplica: R/ la presión del gas se duplica y el volumen del gas disminuye hasta la mitad del valor inicial. b) Si la presión del gas de triplica: R/ el volumen se reduce un tercio. c) Si la presión se reduce a la mitad: R/ el volumen del gas se duplica.

 ANALISIS DE RESULTADOS La leyes de los gases son el producto de muchos de los experimentos realizados basados en las propiedades físicas de los gases estudiando el comportamiento macroscópico de las sustancias gaseosas, representan una etapa importante en la historia. El experimento realizado en el

laboratorio afirma que la presión es inversamente proporcional al volumen, es decir que a medida que se incrementa la presión el volumen va a disminuir o viceversa. Por otra parte a la hora de representar las datos obtenidos de manera experimental se obtuvo una isoterma, es decir la temperatura permaneció constante durante todo el proceso, indicando que la ley de Boyle se pudo comprobar satisfactoriamente, donde los posibles errores fueron mínimos, llevando así una buena practica.  CONCLUSION En la práctica analizada anteriormente se realizo un montaje que representaba la ley de Boyle, utilizando como

instrumento de medida el manómetro, este se utilizo para medir la diferencia de altura y la presión del gas cuando se adiciono mercurio, donde la presión se incrementaba a medida que se iba adicionando mercurio, mientras que el volumen disminuía, lo cual indica que la presión y volumen son inversamente proporcional. A su vez esta ley esta ampliamente relacionada con procesos térmicos, utilizando la técnica de la esterilización, es decir eliminar la carga microbiana en los alimentos, como es el caso de los enlatados, ya que aquí se da un incremento en la temperatura.