practica n°1comportamiento p-v-t del aire atmosferico

7/25/2019 practica n1COMPORTAMIENTO P-V-T DEL AIRE ATMOSFERICO

1/14

COMPORTAMIENTO P-V-T DEL AIRE ATMOSFERICO

I. OBJETIVOS Comprobar la variacin simultanea de la presin

,volumen y temperatura para un gas que secomporta idealmente.

Comprobar la ecuacin combinada de los gases

ideales con el equipo p-v-t utilizando aireatmosfrico.

Determinar el numero de moles de aireatmosfrico inicial y el numero de moles promediode aire atmosfrico con la ecuacin de la leycombinada de los gases y porcentaje de error.

Sealar lo aprendido despus de construir las!guras "-#-$ vs , "# #S y "#%$ #s

II. REVISION TEORICA

Ley de los gases ideales

&a teor'a atmica de la materia de!ne los estados, o fases, de acuerdo alorden que implican. &as molculas tienen una cierta libertad demovimientos en el espacio. (stos grados de libertad microscpicos est)nasociados con el concepto de orden macroscpico. &as molculas de unslido est)n colocadas en una red, y su libertad est) restringida apequeas vibraciones en torno a los puntos de esa red. (n cambio, ungas no tiene un orden espacial macroscpico. Sus molculas se muevenaleatoriamente, y slo est)n limitadas por las paredes del recipiente quelo contiene.

Se *an desarrollado leyes emp'ricas que relacionan las variablesmacroscpicas. (n los gases ideales, estas variables incluyen la presin+p, el volumen +# y la temperatura +$. bajas presiones,lasecuaciones de estado de los gases son sencillas

&a ley de /oyle-0ariotte a!rma que el volumen de un gas a temperaturaconstante es inversamente proporcional a la presin.

123#(4S3DD 2C352& D( S2 C43S$5/& D(

61027

&/54$5435 83S3C5 91303C

"4C$3C 2:;

32$(742$(S

$32(5 C2&(S ,oel


2/14

p;.#;? p@.#@

&a ley de C*arles y 7ay &ussac a!rma que el volumen de un gas apresin constante es directamente proporcional a la temperaturaabsoluta. #;%$;? #@%$@

5tra ley a!rma que a volumen constante la presin es directamenteproporcional a la temperatura absoluta. p;%$;? p@%$@

4esumiendo p;.#;%$;? p@.#@%$@? constante

De!niendo las condiciones normales de presin y temperatura +C2"$como, ; atmsfera y @AB :


3/14

&a teor'a f'sica que relaciona las propiedades de los gases con lamec)nica cl)sica se denomina teor'a cintica de los gases. dem)s deproporcionar una base para la ecuacin de estado del gas ideal, la teor'acintica tambin puede emplearse para predecir muc*as otraspropiedades de los gases, entre ellas la distribucin estad'stica de las

velocidades moleculares y las propiedades de transporte como laconductividad trmica, el coe!ciente de difusin o la viscosidad.

E$ai%! de Va! der &aals

&a ecuacin de estado del gas ideal no es del todo correcta los gasesreales no se comportan eJactamente as'. (n algunos casos, ladesviacin puede ser muy grande. "or ejemplo, un gas ideal nuncapodr'a convertirse en l'quido o slido por muc*o que se enfriara ocomprimiera. "or eso se *an propuesto modi!caciones de la ley de losgases ideales

".# ? n.4.$

1na de ellas, muy conocida y particularmente Htil, es la ecuacin deestado de #an der Laals

+p M a%vN.+v - b ? 4.$

donde v ? #%n

a y b son par)metros ajustables determinados a partir de medidas

eJperimentales en gases reales. Son par)metros de la sustancia y noconstantes universales, puesto que sus valores var'an de un gas a otro.

&a ecuacin de #an der Laals tambin tiene una interpretacinmicroscpica. &as molculas interaccionan entre s'. &a interaccin esmuy repulsiva a corta distancia, se *ace ligeramente atractiva adistancias intermedias y desaparece a distancias m)s grandes. &a ley delos gases ideales debe corregirse para considerar las fuerzas atractivas yrepulsivas. "or ejemplo, la repulsin mutua entre molculas tiene elefecto de eJcluir a las molculas vecinas de una cierta zona alrededorde cada molcula. s', una parte del espacio total deja de estar

disponible para las molculas en su movimiento aleatorio. (n la ecuacinde estado, se *ace necesario restar este volumen de eJclusin +b delvolumen del recipiente +#O de a*' el trmino +# - b.

Tra!siio!es de 'ase

temperaturas bajas +a las que el movimiento molecular se *acemenor y presiones altas o volHmenes reducidos +que disminuyen el


4/14

espacio entre las molculas, las molculas de un gas pasan a serinIuidas por la fuerza de atraccin de las otras molculas. /ajodeterminadas condiciones cr'ticas, todo el sistema entra en un estadoligado de alta densidad y adquiere una super!cie l'mite. (sto implica laentrada en el estado l'quido. (l proceso se conoce como transicin de

fase o cambio de estado. &a ecuacin de #an der Laals permite estastransiciones de fase, y tambin describe una regin de coeJistenciaentre ambas fases que termina en un punto cr'tico, por encima del cualno eJisten diferencias f'sicas entre los estados gaseoso y l'quido. (stosfenmenos coinciden con las observaciones eJperimentales. (n lapr)ctica se emplean ecuaciones m)s complejas que la ecuacin de #ander Laals.

P$!#o r#io

(n f'sica, punto de temperatura o presin que corresponde a un cambio

en el estado f'sico de una sustancia. Durante el enfriamiento de unaaleacin met)lica, el punto cr'tico se alcanza a la temperatura en que seproduce una reorganizacin molecular que da lugar a una nueva formade la sustanciaO generalmente, esta reorganizacin se ve acompaadapor la absorcin o cesin de calor. &a temperatura cr'tica de un gas es latemperatura m)Jima a la que puede licuarseO la presin cr'tica es lapresin necesaria para licuar el gas a esa temperatura. lgunosgases,como el *elio, el *idrgeno o el nitrgeno, poseen temperaturascr'ticas muy bajas y tienen que ser enfriados intensivamente antes depoder ser licuados. 5tros, como el amon'aco o el cloro, tienentemperaturas cr'ticas elevadas y pueden licuarse a temperatura

ambiente aplicando su!ciente presin. 1na tercera caracter'stica delpunto cr'tico es el volumen cr'tico, que es el volumen que ocupar'a unmol de gas a su temperatura y presin cr'ticas. (stas tres cantidades, latemperatura, presin y volumen cr'ticos, se denominan conjuntamenteconstantes cr'ticas de una sustancia.

Presi%! de (a)or

&a presin de vapor en equilibrio con un l'quido o un slido a cualquiertemperatura se denomina presin de vapor de la sustancia a esatemperatura.

&a presin de vapor de una sustancia es funcin de la temperaturasolamente, no del volumen.

(n un recipiente que contenga l'quido y vapor en equilibrio atemperatura constante, la presin no depende de las cantidadesrelativas de vapor y l'quido. Si por algHn motivo la cantidad de l'quidodisminuye, el vapor se condensa +para compensar y viceversa, pero si


5/14

se suministra o sustrae calor a temperatura constante, la presin novar'a.

&a temperatura del punto de ebullicin de un l'quido es la temperatura ala cual su presin de vapor es igual a la presin eJterior.

III.MATERIALES * E+,IPOS

; Cronometro

$ermmetro de alco*ol

"iseta con agua destilada

Rea#i(os

l de aire atmosfrico

PE ml de agua destilada

coloreada

E$i)os

; equipo de p-v-t

; alt'metro - barmetro

; fuente alimentadora de Gv

a (nvasar el agua fr'a por el tubo de entrada del termmetro *asta

que este cubierta la tapa del gasmetro.(s importante que el

recipiente con el agua tenga la estabilidad necesaria .2o se puede

usar la placa cobertora como reten.

b &lenar el manometro colocando aproJimadamente PE0l de agua

coloreada +empleando un colorante para alimentos o un reactivo

inorg)nico coloreado y aadir algunas gotas de un suavizante.Despues del destornillamiento del tornillo de ventilacin +girar a la

izquierdase envasa al tubo de presin tanta liquido manomtrico

*asta que este alcanzada la marca cero de la esfera indicadora del

volumen.(l ajuste preciso se realiza elevando o bajando el tubo de

presin.

c (vitar la penetracin de liquidos al recipiente de gases por la manga

de unin.(n este caso los resultados de la medicin ser)n falsos.

d "restar atencin a la polarizacin correcta del mecanismo agitador

.la fuente de tensin para la calefaccin tenga la capacidad de carga

correspondiente +Gv.

P$es#a e! '$!io!a/ie!#o del e$i)o P-V-T

a0 segurar el tornillo de ventilacin antes de iniciar los ensayos.

10 (mpezar las mediciones debajo de la temperatura del ambiente y

eJcederla solamente unos ;E:C, aproJimadamente.

0 4egistrar las condiciones iniciales de temperatura del aire


6/14

+t,volumen de aire +#?;&?;EEEcmB y presin atmosfrica +" en

*"a

d0 4ealizar las mediciones sucesivas cada B, o G minutos Qcon el

equipo p-v-t.

e0 &eer la presin atmosfrica en el alt'metro - barmetro V. DATOS2 CALC,LOS * RES,LTADOS

. La #a1la de los (alores de1e! ser o!(er#idas a3T e!

4 5P e! #orr 5V e! /65T7 e! 45 P7 e! #orr 5 V7 e! /6

T 1s i8 9 T 1s !8 9

E

!sayo

Tie

/)o 2

2/i!

T

29C

P

12:Pa

P2Torr

V2

/6

Al

i!iio

; 7

;.

; ;

< 7

.>

7

.7

7 ; 7

>.>

=

7>

6

.

6

.>

6 < 6

;.>

=

7>

?

.

?

.@

? 7; 6

7.?

=

7>

?

.>

< 7< 6

6.>

=

7>

.@

= 6< 6

.;

=

.7

> ?; 6

.>

=

7>

.7

=

.6

@

?

.6

=.

.?

=

.

e $iem $, #


7/14

n

s

a

y

o

po,,

minu

to

R ",

torr

aire, cmB

$orr J

cmBJ

?

;

BE

.

G

GG@.

@G

;EEA

.B ;A.AGPF

@ ?

practica n°1comportamiento p-v-t del aire atmosferico

Documents