REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD DEL ZULIAFACULTAD EXPERIMENTRAL DE CIENCIASDEPARTAMENTO DE QUIMICAUNIDAD ACADEMICA DE FISICOQUIMICA

DETERMINACION DEL CERO ABSOLUTO DE TEMPERATURA

Presentado por:Br. Nicole Machado TubiezC.I.: 21491786

Maracaibo, enero de 2015RESUMEN

En esta experiencia se estimo el valor del cero absoluto de temperatura en grados Celsius, aplicando las distintas leyes que anticipan el fenmeno y dan pie a los posibles resultados de la prctica, como lo son la Ley de Charles y Boyle, obteniendo asi un valor de -90,852 para el grupo 1, lo que se aleja bastante del valor esperado, sin embargo dejando el aprendizaje significativo de la practica.

INTRODUCCION

El significado de la ley de Charles consiste simplemente en que las expansiones trmicas (dilataciones) de los gases y de mercurio lquido son muy similares. La explicacin molecular de la Ley de Charles radica en que un aumento de temperatura en un gas hace que las molculas se muevan ms rpidamente y choquen con las paredes con mayor fuerza y frecuencia. Por consiguiente, el volumen debe aumentar si la presin permanece contante: constantes (1)La Ley de Charles se cumple con ms exactitud en el lmite de presin cero; pero incluso en este lmite los gases todava muestran pequeas desviaciones respecto a la ecuacin (1). Estas desviaciones se deben a pequeas diferencias entre el comportamiento de la expansin trmica en los gases ideales y en el mercurio liquido, que es la base de la escala de temperatura . Sin embargo, en el lmite de presin cero las desviaciones respecto a la ley de Charles son las mismas para gases diferentes. En este lmite, todos los gases muestran el mismo comportamiento de la temperatura frente al volumen a presin contante. constantes (2)Donde K es una constante. Esta es la ley de Charles. Sin embargo, hablando con propiedad, esta ecuacin no es una ley de la naturaleza, sino que simplemente reproduce la definicin de la escala de temperatura absoluta del gas ideal T. Las leyes de Boyle y de Charles se aplican cuando se mantienen constantes T y m o P y m. Vamos a considerar ahora un cambio ms general en el estado de un gas ideal, en el cual varan tanto la presin como el volumen y la temperatura, pasando de P1, V1, T1 a P2, V2, T2 con m constante. Para aplicar las leyes de Boyle y Charles, imaginemos que este proceso se realiza en dos etapas:

Como T y m son constantes en la etapa (a), se aplica la ley de Boyle y P1V1=k=P2Va; por consiguiente, Va=P1V1/P2. La aplicacin de la ley de Charles a la etapa (b) proporciona Va/T1=V2/T2. Al sustituir Va=P1V1/P2 en esta ecuacin resulta P1V1/P2T1=V2/T2, y constante, gas ideal (3)1.

PARTE EXPERIMENTAL

Se atrapo una pequea cantidad de aire dentro de un cilindro graduado invertido en un bao de agua, dispuesto en un vaso de precipitado de 1,5L sobre una plancha de calentamiento. El cilindro quedo totalmente sumergido en el bao de agua para mantener uniforme la temperatura sobre el aire atrapado. Se tomo como temperatura inicial 6C y se fue calentando brevemente el sistema hasta los 70C, se tomaron las lecturas de volumen total de aire atrapado a medida que se aumento la temperatura.

RESULTADOS Y DISCUSIN

De acuerdo a lo antes expuesto en esta experiencia los 3 grupos de estudiantes tomaron volmenes diferentes para estudiar este fenmeno fisicoqumico, seguido se pueden observar los resultados tabulados para cada grupo.

Tabla 1. Volmenes y temperaturas experimentales para Grupo 1.V(ml)T(

1,76

1,925

238

2,151

2,359

2,564

2,770

Tabla 2. Volmenes y temperaturas experimentales para Grupo 2.V(ml)T(

5,570

4,963

4,7660

4,555

4,352

4,146

445

3,941

3,835

3,732

3,630

3,522

3,417

3,27

3,11

Tabla 3. Volmenes y temperaturas experimentales para Grupo 3.V(ml)T(

5,770

5,565

5,460

5,255

550

4,745

4,640

4,435

4,330

4,125

420

3,915

3,810

3,75

3,50

En este caso es necesario mencionar que para el grupo 1, por situaciones adversas realizo la experiencia de manera inversa, enfriando el sistema y luego calentndolo poco a poco, lo que infiere gravemente en la recoleccin de datos pero no sale de los pronsticos de la prctica. Ahora mostraremos los grficos para el grupo 1 de T Vs Vaire :Grafica 1. Experiencia de cero absolutos para Grupo 1.

Para obtener una escala de temperatura que sea independiente de las propiedades de una sustancia concreta, definiremos una escala de temperatura T del gas ideal con la condicin de que el comportamiento T frente a V de un gas sea exactamente lineal (es decir, que cumpla la Ley de Charles exactamente) en el lmite de presin cero. Adems, puesto que parece adecuado que la temperatura a la que se predice que el gas ideal ocupe un volumen cero tenga un significado fundamental, haremos que el cero de nuestra escala del gas coincida con la temperatura correspondiente al volumen cero. Ahora veamos la extrapolacin de todos los grupos que realizaron esta experiencia:Grafica 2. Experiencia de cero absoluto para todos los grupos.Despejando el valor x se puede determinar el valor concreto del intercepto del cero absoluto de temperatura, para el grupo 1 -2,91; para el grupo 2 -6,686; y para el grupo 3 -5,28; estos valores corresponden al volumen del aire seco. Ahora bien para la obtencin de cero absoluto se debe igualar el valor de X a cero, en las ecuaciones de las extrapolaciones de las graficas; para el grupo 1 -90,852, para el grupo 2 -78,525 y para el grupo 3 -107,06.

CONCLUSION

La bsqueda de evidencias para la Ley de Charles y Boyle para esta experiencia no se logr el objetivo, sin embargo el realizar la prctica y el informe se percibieron los fenmenos fisicoqumicos que se intentaron demostrar el volumen de aire contenido en el cilindro aumenta su magnitud conforme aumenta la temperatura; mientras que la presin del sistema disminuye conforme aumenta la temperatura2.

REFERENCIAS

1. Levine Iran, 2004, Fisicoquimica, Volumen 1, 5ta edicin, Madrid Espaa. Editorial McGraw-Hill, 14-15.2. Gordon M. Barrow, 1976, Qumica Fsica para las ciencias de la vida, Barcelona, Espaa, Ed. revert. S.A, 231.