2do Laboratorio Fisico Quimca Termodinamica de Gases

7/26/2019 2do Laboratorio Fisico Quimca Termodinamica de Gases

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UNI FIGMM FISICO QUIMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE

INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERIA GEOLGICA, MINERA Y METALURGICA

FSICO QUIMICA

SECCIN SInforme N2 de Laboratorio

TEMA TERMODINAMICA DE GASES

ALUMNOS

A!a"ero C#$%$i&&an%$i 'ein! (i&ber) C*di+o 2,,-2.22/

01OFESO1

In+) Art$ro LOATO)

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INTRODUCCIN:

La termodinmica, por definirla de una manera muy simple, fija su atencinen el interior de los sistemas fsicos, en los intercambios de energa en forma de

calor que se llevan a cabo entre un sistema y otro. A las magnitudesmacroscpicas que se relacionan con el estado interno de un sistema se les llamacoordenadas termodinmicas; stas nos van a ayudar a determinar la energainterna del sistema. n resumen, el fin !ltimo de la termodinmica es encontrarentre las coordenadas termodinmicas relaciones generales co"erentes con losprincipios bsicos de la fsica.

La termodinmica basa sus anlisis en algunas leyes# La Ley $cero$,referente al concepto de temperatura, la %rimera Ley de la termodinmica, quenos "abla del principio de conservacin de la energa, la &egunda Ley de latermodinmica, que nos define a la entropa. A continuacin vamos a "ablar de

cada una de estas leyes, "aciendo "incapi en la segunda ley y el concepto deentropa.

%revio a profundi'ar en este tema de la termodinmica, es imprescindibleestablecer una clara distincin entre tres conceptos bsicos# temperatura, calor yenerga interna. (omo ejemplo ilustrativo, es conveniente recurrir a la teoracintica de los gases, en que stos sabemos estn constituidos pornumerossimas molculas en permanente c"oque entre s.

OBJETIVOS:

Los resultados obtenidos en la prctica de laboratorio es demostrar#

)emostrar e*perimentalmente la Ley de +oyle proceso isotrmico- y laley de ay Lussac.

A partir de los resultados obtenidos, aplicar estos a las leyesfundamentales de la termodinmica.

valuar desde el punto de vista termodinmico la ley de +oyle y la ley deay Lussac.

.

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FUNDAMENTO TERICOEstado de Eq!"!#$!o

)enominamos estado de eq!"!#$!ode unsistema cuando las variablesmacroscpicas presin p, volumen V, ytemperatura T, no cambian. l estado deequilibrio es dinmico en el sentido de quelos constituyentes del sistema se muevencontinuamente.

l estado del sistema se representa por unpunto en un diagrama p/0. %odemos llevaral sistema desde un estado inicial a otrofinal a travs de una sucesin de estadosde equilibrio.

&e denomina ecuacin de estado a la relacin que e*iste entre las variablesp, V, y T. La ecuacin de estado ms sencilla es la de un gas ideal pV=nRT,donde nrepresenta el n!mero de moles, y Rla constante de los gases R 1 2.234atm. 5 L6 7 mol-13.89:8 6 7 mol-.

E%e$&'a I%te$%a

&e denomina energa interna del sistema a la suma de las energas detodas sus partculas. n un gas ideal las molculas solamente tienen energacintica, los c"oques entre las molculas se suponen perfectamente elsticos, laenerga interna solamente depende de la temperatura.T$a#a(o )e*+%!*o e*o -o$ o so#$e e" s!ste)a.

(onsideremos, por ejemplo, un gas dentro de uncilindro. Las molculas del gas c"ocan contra las

paredes cambiando la direccin de su velocidad,o de su momento lineal. l efecto del grann!mero de colisiones que tienen lugar en launidad de tiempo, se puede representar por unafuer'a Fque act!a sobre toda la superficie de lapared.

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&i una de las paredes es un mbolo mvil de rea Ay ste se despla'a dx, elintercambio de energa del sistema con el e*terior puede e*presarse como eltrabajo reali'ado por la fuer'a Fa lo largo del despla'amiento dx.

d/ 0 1Fd2 0 1-Ad2 0 1-dV

&iendo dVel cambio del volumen del gas.l signo menos indica que si el sistema reali'a trabajo incrementa su volumen- suenerga interna disminuye, pero si se reali'a trabajo sobre el sistema disminuyesu volumen- su energa interna aumenta.l trabajo total reali'ado cuando el sistema pasa del estado A cuyo volumen es VAal estado + cuyo volumen es VB.

E" *a"o$

l calor no es una nueva forma de energa, es el nombre dado a unatransferencia de energa de tipo especial en el que intervienen gran n!mero departculas. &e denomina calor a la energa intercambiada entre un sistema y elmedio que le rodea debido a los c"oques entre las molculas del sistema y ele*terior al mismo y siempre que no pueda e*presarse macroscpicamente comoproducto de fuer'a por despla'amiento.

Lo que se percibe con ms precisin es la temperatura del objeto o, mse*actamente todava, la diferencia entre la temperatura del mismo y la de la manoque la toca. A"ora bien, aunque la sensacin e*perimentada sea tanto msintensa cuanto ms elevada sea la temperatura, se trata slo una apreciacin muypoco e*acta que no puede considerarse como medida de temperatura. %araefectuar esta !ltima se utili'an otras propiedades del calor, como la dilatacin,cuyos efectos son susceptibles.

(on muy pocas e*cepciones todos los cuerpos aumentan de volumen alcalentarse y diminuyen cuando se enfran. n caso de los slidos, el volumensuele incrementarse en todas las direcciones se puede observar este fenmenoen una de ellas con e*periencia del pirmetro del cuadrante.

La dilatacin es una primera propiedad trmica de los cuerpos, que permitellegar a la nocin de la temperatura.

La segunda magnitud fundamental es la cantidad de calor que se suponereciben o ceden los cuerpos al calentarse o al enfriarse, respectivamente.La cantidad de calor que "ay que proporcionar a un cuerpo para que sutemperatura aumente en un n!mero de unidades determinado es tanto mayor

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cuanto ms elevada es la masa de dic"o cuerpo y es proporcional a lo que sedenomina calor especfico de la sustancia de que est constituido.(uando se calienta un cuerpo en uno de sus puntos, el calor se propaga a los queson pr*imos y la diferencia de temperatura entre el punto calentado directamentey otro situado a cierta distancia es tanto menor cuando mejor conducto del calor es

dic"o cuerpo. &i la conductibilidad trmica de un cuerpo es peque


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Le6es de "a Te$)od!%+)!*a

7$!)e$a "e6 de "a Te$)od!%+)!*a:

La primera ley no es otra cosa que el principio de conservacin de laenerga aplicado a un sistema de muc"simas partculas. A cada estado delsistema le corresponde una energa interna U. (uando el sistema pasa del estado

A al estado +, su energa interna cambia en

8U0UB1UA&upongamos que el sistema est en el estado A y reali'a un trabajo W,

e*pandindose. )ic"o trabajo mecnico da lugar a un cambio disminucin- de laenerga interna de sistema

8U01/

>ambin podemos cambiar el estado del sistema ponindolo en contactotrmico con otro sistema a diferente temperatura. &i fluye una cantidad de calor Qdel segundo al primero, aumenta su energa interna en

8U03

&i el sistema e*perimenta una transformacin cclica, el cambio en la energainterna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado,U=0. &in embargo, durante el ciclo el sistema "a efectuado un trabajo, que "ade ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, parapreservar el principio de conservacin de la energa, W=Q.

o &i la transformacin no es cclica ?@? 2o &i no se reali'a trabajo mecnico ?@1o &i el sistema est aislado trmicamente ?@1/Bo &i el sistema reali'a trabajo, @ disminuyeo &i se reali'a trabajo sobre el sistema, @ aumentao &i el sistema absorbe calor al ponerlo en contacto trmico con un foco a

temperatura superior, @ aumenta.o &i el sistema cede calor al ponerlo en contacto trmico con un foco a una

temperatura inferior, @ disminuye.

>odos estos casos, los podemos resumir en una !nica ecuacin que describela conservacin de la energa del sistema.

8U031/

&i el estado inicial y final estn muy pr*imos entre s, el primer principio seescribe

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dU 0 d31 -dV7$o*eso Is9#a$!*os o a -$es!9% *o%sta%te

B1pv+/vA-

1nc%>+/>A-

)onde c% es el calor especfico a presinconstante

7$o*esos Is9*o$os o a o")e% *o%sta%te

Co "ay variacin de volumen del gas, luegoB 1 2

1 n c0>+/>A-)onde c0 es el calor especfico a volumenconstante

7$o*esos Isot;$)!*os o a te)-e$at$a *o%sta%te

%0 1 n D>

?@12 1B

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Se&%da Le6 de "a Te$)od!%+)!*a

Las primeras mquinas trmicas construidas, fueron dispositivos muy

eficientes. &olo una peque


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%ara demostrar que los dos enunciados son equivalentes, necesitamosdemostrar que si cualquiera de los enunciados es falso, el otro tambin debe serlo.&upngase que es falso el enunciado de (lausius, de tal manera que se pudierantener un refrigerador que opere sin que se consuma el trabajo. %odemos usar unamquina ordinaria para e*traer calor de un cuerpo caliente, con el objeto de "acer

trabajo y devolver parte del calor a un cuerpo fro.%ero conectando nuestro refrigerador $perfecto$ al sistema, este calor se

regresara al cuerpo caliente, sin gasto de trabajo, quedando as utili'able denuevo para su uso en una mquina trmica. )e aqu que la combinacin de unamaquina ordinaria y el refrigerador $perfecto$ formar una mquina trmica queinfringe el enunciado de 7elvin/%lancG. H podemos invertir el argumento. &i elenunciado 7elvin/%lancG fuera incorrecto, podramos tener una mquina trmicaque sencillamente tome calor de una fuente y lo convierta por completo en trabajo.

(onectando esta mquina trmica $perfecta$ a un refrigerador ordinario,podemos e*traer calor de un cuerpo ordinario, podemos e*traer calor de uncuerpo caliente, convertirlo completamente en trabajo, usar este trabajo paramover un refrigerador ordinario, e*traer calor de un cuerpo fro, y entregarlo con eltrabajo convertido en calor por el refrigerador, al cuerpo caliente. l resultado netoes una transmisin de calor desde un cuerpo fro, a un cuerpo caliente, sin gastartrabajo, lo infringe el enunciado de (lausius.

La segunda ley nos dice que muc"os procesos son irreversibles. %orejemplo, el enunciado de (lausius especficamente elimina una inversin simpledel proceso de transmisin de calor de un cuerpo caliente, a un cuerpo fro.

Algunos procesos, no slo no pueden regresarse por s mismos, sino que tampoconinguna combinacin de procesos pueden anular el efecto de un procesoirreversible, sin provocar otro cambio correspondiente en otra parte.

E%t$o-'a

n termodinmica, la entropa simboli'ada como &- es la magnitud fsicaque mide la parte de la energa que no puede utili'arse para producir trabajo. nun sentido ms amplio se interpreta como la medida del desorden de un sistema.s una funcin de estado de carcter e*tensivo y su valor en un sistema aisladocrece en el transcurso de un proceso que se d de forma natural. La palabraentropa procede del griego IJKMNO- y significa evolucin o transformacin.

La funcin termodinmica, &, es central para la segunda Ley de la>ermodinmica. La entropa puede interpretarse como una medida de ladistribucin aleatoria de un sistema. &e dice que un sistema altamente distribuidoal a'ar tiene una alta entropa. %uesto que una condicin de distribucin al a'ar esms probable que una ordenada, la entropa puede considerarse como unafuncin de probabilidad. s la capacidad de como una naturale'a tiene lacapacidad de producir trabajo.

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Ca"*"o de a$!a*!o%es de e%t$o-'a.

7$o*eso !sot;$)!*o#(omo la temperatura es constante se saca fuera de laintegral y quedara#

&4/ &91q 6 >7$o*eso %o !sot;$)!*o:n muc"os procesos, la absorcin reversible de caloresta acompa


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La importancia de la tercera ley es evidente. &uministra una base para el clculode las entropas absolutas de las sustancias, las cuales pueden utili'arse en lasecuaciones apropiadas para determinar la direccin de las reacciones qumicas.@na interpretacin estadstica de la tercera ley es ms bien sencilla, puesto que laentropa se "a definido como# S 0 < "% s

n donde G es la constante de +ol'mall s es la probabilidad termodinmica. nvista de la anterior disertacin, la tercera ley equivale a establecer que# s S 9cuando > S 2.sto significa que slo e*iste una forma de ocurrencia del estado de energamnima para una sustancia que obede'ca la tercera ley.=ay varios casos referidos en la literatura en donde los clculos basados en latercera ley no estn desacuerdo con los e*perimentos. &in embargo, en todos loscasos es posible e*plicar el desacuerdo sobre la base de que la sustancia no es$pura$, esto es, pueda "aber dos o ms istopos o presentarse molculasdiferentes o, tambin, una distribucin de no equilibrio de las molculas. n talescasos "ay ms de un estado cuntico en el cero absoluto y la entropa no tiende acero.

MATERIALES:Los materiales empleados en el presente laboratorio son los siguientes#

o >ubo neumomtricoo >ubo de gomao &oporte universalo >ermmetroo 0asoo +alno Ampolla de nivelo %in'aso >ubos capilareso Tec"eroo %robeta

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DATOS:

n el laboratorio tomamos los siguientes datos#

=4)5 V4L5> >.>?@

>.> >.>??>.> >.>???>.?> >.>??>.@> >.>?1>.> >.>?@?1>.> >.>?@

1>.?> >.>?@0olumen muerto 1 3ml.

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CUESTIONARIO:

. Ve$!!*a$ "a "e6 de Bo6"e, -a$a "o *a" se&!$e)os "os s!&!e%tes -asos:

a5 Co%e$s!9% de "as -$es!o%e )a%o);t$!*as de *o")%a de a&a a*o")%a de =& 4to$$5

&abemos que# %m 1 K=4H * g * ?=

)onde ?= m- 1 variacin de la altura

K=4H 1 9222 Gg ; g 1 R.39 m

m8

s4

Adems sabemos# 9atm 1 UV2 >orr 1 929822pascalC6m4-

- "allamos la %mpara un =

%m91 9222 Gg * R.39 m * 2

m8

s4

%m91 2 %a %m91 2 * UV2 torr 929822 %m9 1 2 torr


%mW1 9222 Gg * R.39 m * 2.:-

m8

s4

%mW1 8R4: %a %mW1 8R4: * UV2 torr 929822 %mW1 4R.:8RV3:99 torr


%m41 9222 Gg * R.39 m * 2.9

m8

s4

%m41 R39 %a %m41 R39 * UV2 torr 929822 %m41 U.8WRR49 torr


%mV1 9222 Gg * R.39 m * /2.9-

m8

s4

%mV1 / R39 %a %mV1 / R39 * UV2 torr 929822 %mV1 /U.8WRR49 torr

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- "allamos la %mpara un =?

%m81 9222 Gg * R.39 m * 2.4 m8 s4

%m81 9RV4 %a

%m81 9RV4 * UV2 torr 929822 %m81 9:.U9R3:4 torr


%mU1 9222 Gg * R.39 m * /2.4- m8 s4

%mU1 /9RV4 %a

%mU1 /9RV4 * UV2 torr 929822 %mU1 /9:.U9R3:4 torr

- "allamos la %mpara un =@

%m:1 9222 Gg * R.39 m * 2.8 m8 s4

%m:1 4R:8 %a %m:1 4R:8 * UV2 torr 929822 %m:1 44.2U2RUV823 torr

- "allamos la %mpara un =H

%m31 9222 Gg * R.39 m * /2.8- m8 s4

%m31 /4R:8%a %m31 /4R:8 * UV2 torr 929822 %m31 /44.2U2RUV823 torr

#5 7$es!o%es a#so"tas 4to$$5

%abs 1 %atmX %mAdems %atm 1 UW9.9 torr

- "allamos la %abspara un =%abs9 1 %atmX %m9%abs9 1 UW9.9 X 2 1 UW9.9 torr

- "allamos la %abspara un =%absW 1 %atmX %mW%absW 1 UW9.9 X 4R.:8R 1 U32.W8R torr

- "allamos la %abspara un =%abs4 1 %atmX %m4%abs4 1 UW9.9 X U.8WRR 1 UW3.:WR torr

- "allamos la %abspara un =%absV 1 %atmX %mV%absV 1 UW9.9 Y U.8WRR 1 U:8.U:2 torr

- "allamos la %abspara un =?%abs8 1 %atmX %m8%abs8 1 UW9.9 X 9:.U9R 1 UVW.39R torr

- "allamos la %abspara un =%absU 1 %atmX %mU%absU 1 UW9.9 Y 9:.U9R 1 U8V.832 torr

- "allamos la %abspara un =@%abs: 1 %atmX %m:%abs: 1 UW9.9 X 44.2U2 1 UU8.9U2 torr

- "allamos la %abspara un =H%abs3 1 %atmX %m3%abs3 1 UW9.9 Y 44.2U2 1 U4R.242 torr

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*5 7$es!9% de &as se*o 4to$$5&abemos que#%abs 1 %.=1 %.&X %0=4H%.& 1 %.= / %0=4H

&i consideramos =.D1 922Z> 1 42[(%0=4H 1 9U.W8W torr

o "allamos la %.&para un =%.&9 1 %.=9 / %0=4H

%.&9 1 UW9.9/ 9U.W8W 1 U88.WVW torr

o "allamos la %.&para un =%.&W 1 %.=W / %0=4H

%.&W 1 U32.W8R / 9U.W8W 1 UV8.22:torr

o "allamos la %.&para un =%.&4 1 %.=4 / %0=4H

%.&4 1 UW3.:WR/ 9U.W8W 1 U:2.R4:R torr

o "allamos la %.&para un =%.&V 1 %.=V / %0=4H

%.&V 1 U:8.U:2/ 9U.W8W 1 U4V.42W2torr

o "allamos la %.&para un =?%.&8 1 %.=8 / %0=4H

%.&8 1 UVW.39R/ 9U.W8W 1 U:3.43:3 torr

o "allamos la %.&para un =%.&U 1 %.=U / %0=4H

%.&U 1 U8V.832 / 9U.W8W 1 U93.3:W torr

o "allamos la %.&para un =@%.&: 1 %.=: / %0=4H

%.&: 1 UU8.9U2/ 9U.W8W 1 UWW.V8W torr

o "allamos la %.&para un =H%.&3 1 %.=3 / %0=4H

%.&3 1 U4R.242 / 9U.W8W 1U99.:3W4 torrd5 Dete$)!%a*!9% de "os a"o$es de" -$od*to 7V de" &as se*o 6 "as

des!a*!o%es -o$*e%ta" $es-e*to a"a )ed!a

8= 4)5 V4L5 7G.S 4to$$5 7.V

2.2 2.28: U88.WVW 4:.R:949

2.9 2.288V U:2.R4:R 4:.3RW2U

2.4 2.2888 U:3.43:3 4:.R9U33

2.8 2.288 UWW.V8WR 4:.R8WR3

2.: 2.284V UV8.22:V 4:.3U8RW

/2.9 2.28:8 U4V.42W2 4:.R2338/2.4 2.28:V U93.3:W9 4:.3U42:

/2.8 2.28:R U99.:3W48 4:.38238

=allamos la media del producto %.0

Te 1 %i.0i 1 9RR.9UW3494

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3 3Te 1 4:.3RV torr. L

(alculamos las desviaciones porcentuales respecto a la media#

8%i. 0i- 1 \%i. 0i Y Te\ *922Z Te

7!. V! 7!. V! K MeMe

8 47!. V!5

4:.R:949 2.229UUV 2.9UU

4:.3RW2U 2.2222UV 2.22U

4:.R9U33 2.22238R 2.238

4:.R8WR3 2.229WVV 2.9WV4:.3U8RW 2.222R4: 2.2R4

4:.R2338 2.222:UV 2.2:U

4:.3U42: 2.22842: 2.842

4:.38238 2.224VWV 2.4VWe5 G$a!*a$ 7 s. V )ost$a%do *o% %a 2 "os -%tos e2-e$!)e%ta"es 4as'

*o)o s e*a*!9% a(stada5

7G.S 4to$$5 V4L5

U88.WVW 2.28:

U:2.R4:R 2.288V

U:3.43:3 2.2888

UWW.V8WR 2.288

UV8.22:V 2.284V

U4V.42W2 2.28:8

U93.3:W9 2.28:VU99.:3W48 2.28:R

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. N)e$o de )o"es4)o"1&$.5 -a$a *ada eta-a 6 des!a*!9% est+%da$$es-e*to a "a )ed!a

)e la ecuacin universal de los gases#

%.0 1 n.D.>% 0 7.V

R.T.

)onde# > 1 4R8 [7D 1 V4.: torr * L-6 mol * [7

Luego "allamos el n!mero de moles para cada caso#

n91 U88.WVW * 2.28: 1 2.2298V:9WRR moles V4.: * 4R8

n41 U:2.R4: * 2.288V 1 2.2298V9V8VU moles V4.: * 4R8

n81 U:3.43: * 2.2888 1 2.2298V433:9V moles

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V4.: * 4R8

n:1 UWW.::U * 2.288 1 2.2298V83U:44 moles V4.: * 4R8

nW1 UV8.22: * 2.284V 1 2.2298V2:398 moles V4.: * 4R8

nV1 U4V.42W * 2.28:8 1 2.2298V483R moles V4.: * 4R8

nU1 U93.3:W * 2.28:V 1 2.2298V28UV3 moles V4.: * 4R8

n31 U99.:3W * 2.28:R 1 2.2298W394829 moles

V4.: * 4R8o A"ora calculamos la media Te-

Te 1 ni 1 2.2923R8R moles3 3

Te 1 n1 2.2298V9U289 moles

o Ca"*"o de des!a*!9% est+%da$#

8ni1 \niY n\ *922Z n

Ci\niY n\

n8ni Z

2.2298V:9WRR 2,22932:49 2,932:49

2.2298V9V8VU 2.2222:3UV4 2,22:3UV

2.2298V433:9V 2,2223VU8: 2,23VU8:

2.2298V83U:44 2,229WR::4 2,9WR::4

2.2298V2:398 2,2223RU4V 2,23RU4V

2.2298V483R 2,222W28U9 2,2W28U9

2.2298V28UV3 2,222RU: 2,2RU:

2.2298W394829 2,224V4R98 2,4V4R98

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?. T$a#a(o e% (o"es -a$a *ada eta-a

&abemos que#

B 1 ] %.d0 1 ]nD> d% 1 nD>.Ln 04 7 V

A"ora aplicamos la ecuacin para cada una de las etapas#

B941 n9D.>.Ln V V

B941 2.2298V:9WRR mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.288V [7.mol 2.28:

B941 / 2.28R84U

B481 n4D.>.Ln V? VB481 2.2298V9V8VU mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.2888

[7.mo l 2.288VB481 / 2.24RU:3V4

B8:1 n8D.>.Ln V@ V?

B8:1 2.2298V433:9V mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.288 [7.mol 2.2888

B8:1 / 2.2822:W

B:W1 n:D.>.Ln V V@

B:W1 2.2298V83U: mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.284V [7.mol 2.288

B:W1 / 2.2:2W9UW4

BWV1 nWD.>.Ln V V

BWV1 2.2298V2: mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.28:8 [7.mol 2.284V

BWV1 2.9V3:WUW

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BVU1 nVD.>.Ln V V

BVU1 2.2298V483 mol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.28:V [7.mol 2.28:8

BVU1 2.243R22

BU31 nUD.>.Ln VH V

BU31 2.2298V28UV3Wmol * 4R8[7 * 3.89: Ln 2.28:R [7.mol 2.28:V

BU31 2.243V2R2

@.1Ca"o$ 4*a"5 -a$a *ada eta-a. C9)o !%te$-$eta e" %e&at!o e2-e$!)e%ta"

&abemos de la primera ley de la termodinmica que 3 0 / 8U, perocomo en el e*perimento que elaboramos en el laboratorio fue un procesoisotrmico entonces#

8U 0 > luego 3 0 /, luego el calor en cada etapa ser igual al trabajo decada etapa#

=acemos la conversin de joule en caloras por la siguiente equivalencia#

>,@ *a" 0 J

91 B9* 2.4: cal0 12.28R84U * 2.4: cal91 /2.22R:83: cal

41 B4* 2.4: cal0 /2.24RU:3V4 * 2.4: cal41 /2.22U98RVU cal

81 B8* 2.4: cal0/ 2.2822:W* 2.4: cal81 /2.22U4923 cal

:1 B:* 2.4: cal0/ 2.2:2W9UW4 * 2.4: cal

:1 /2.22RU4942 cal

W1 BW* 2.4: cal02.9V3:WUW * 2.4: calW1 2.2:2:4R3 cal

V1 BV* 2.4: cal02.243R22* 2.4: calV1 2.22VR8V cal

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U1 BU* 2.4: cal02.243V2R2 * 2.4: calU1 2.22V3VV9V cal

Hbservamos en los resultados obtenidos que cuando elevamos el nivel dela ampolla respecto del nivel del tubo, el volumen se comprime por lo tanto elmedio estar reali'ando trabajo sobre el sistema.

)e igual forma cuando bajamos el nivel de la ampolla respecto del tuboneumomtrico

l volumen dentro del tubo se e*pande reali'ando de esta manera trabajo elsistema.

@. 8= 6 8 E 4*a"5 -a$a *ada eta-a

)e las leyes de la termodinmica sabemos que por ser el e*perimento unproceso isotrmico, entonces ?= 1 2 y ? 1 2 , de la ecuacin siguiente#

?= 1 ] (v. d> ? 1 ] (p. d>?= 1 2 ? 1 2

. Ca"*"o de 8S -a$ea *ada eta-a&abemos que# ?S! 0 83! >

(alculando la s para cada etapa, considerando > 1 4R8[7#

o 8S 0 83 0 /2.22R:83:cal1 /8.44 *92/W cal6[7 > 4R8[7

o 8S 0 83 0 /2.22U98RVUcal1 /4.:8*92/W cal6[7 > 4R8[7

o 8S? 0 83? 0 /2.22U4923cal1 /4.:V*92/W cal6[7

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> 4R8[7

o 8S@ 0 83@ 0 /2.22RU4942cal1 /8.89*92/W cal6[7 > 4R8[7

o

8S 0 83 0 2.2:2:4R3cal1 98.U*92/W

cal6[7 > 4R8[7

o 8S 0 83 0 2.22VR8Vcal1 4.8V*92/W cal6[7 > 4R8[7

o 8S 0 83 0 2.22V3VV9Vcal1 4.8:8*92/W cal6[7 > 4R8[7

. *a"*"o de 8A 4(o"es5)e la siguiente relacin sabemos que#

A1 nD.>.Ln V 0 nD.>.Ln 7 0 1 / V 7ntonces# A 0 1/

o A0 1/ 0 112.28R84U - 1 2.28R84U o A0 1/ 0 //2.24RU:3V4 - 1 2.24RU:3V4 o A?0 1/? 0 //2.2822:W - 1 2.2822:W o A@0 1/@ 0 //2.2:2W9UW4 - 1 2.2:2W9UW4 o A0 1/ 0 /2.9V3:WUW o A0 1/ 0 /2.243R22 o A0 1/ 0 /2.243V2R2

. Ca"*"o de 8G 4*a"5

(omo el proceso es isotrmico, entonces ? 1 /

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Luego "allamos ? para cada etapa#

8G91 //2.22R:83:-cal 1 2.22R:83:cal

8G41 //2.22U98RVU-cal 1 2.22U98RVUcal

8G81 //2.22U4923-cal 1 2.22U4923cal

8G:1 //2.22RU4942-cal 1 2.22RU4942cal

8GW1 /2.2:2:4R3 cal

8GV1 /2.22VR8Vcal

8GU1 /2.22V3VV9Vcal

7ROCESO ISOCORO

. Ve$!!*a$ "a "e6 de Ga6 "ssa*:

. N)e$o de )o"es4)o"1&$5 -a$a *ada eta-a 6 des!a*!9% est+%da$$es-e*to a "a )ed!a

%ara calcular el n!mero de moles tenemos#

0total1 0medidoX0muerto >emperatura[7-

2.28W9X2.22W 1 2.2:29 89U

2.28WWX2.22W 1 2.2:2W 8482.28WVX2.22W 1 2.2:2V 843

2.28WVWX2.22W 1 2.2:2VW 888

2.28WUX2.22W 1 2.2:2U 88U

%resin manomtrica 1 UW9.9 mm=g

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(onvertimos la presin en atmsferas# UW9.9 mm=g * 9atm UV2 mm=g%m 1 2.R334atm

)e la ecuacin de los gases universales sabemos#

% 0 7.V , luego "allamos n para cada etapa R.T

)onde# > 1 4R8 [7

D 1 2.2349 atm * L-6 mol * [7

n91 2.R334 * 2.2:29 1 2.229V:U8 moles 2.2349 * 4R8

n41 2.R334 * 2.2:2W 1 2.229VV8U moles 2.2349 * 4R8

n81 2.R334 * 2.2:2V 1 2.229VVU3V moles 2.2349 * 4R8

n:1 2.R334 * 2.2:2VW 1 2.229VVRR9W moles 2.2349 * 4R8

nW1 2.R334 * 2.2:2U 1 2.229VU9RU2 moles 2.2349 * 4R8

=allamos la media Te

Te 1 ni 1 ^ 1 2.22939WRUW moles W=allamos la desviacin estndar# &4y

&4y1 ^i Y ^ -4

n

&4y1 2.U3:.92/92

?. T$a#a(o e% (o"es -a$a *ada eta-a

&abemos de las leyes de la termodinmica que en un proceso iscoro

8V 0 >

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%or lo tanto el trabajo reali'ado ser#

/ 0 >

@. Ca"o$ 4*a"5 -a$a *ada eta-a&abemos que:

3 0 % C. 8T

)onde# >2 1 >emperatura ambiente 1 4R8[7

(v 1 :.R cal mol/[7

91 n9(v.>9Y >2-0 2.229V:U8 * :.R * 89U/4R8-91 2.9R8U44cal

41 n4(v.>4Y >9-0 2.229VV8U * :.R * 848/89U-41 2.2:3R94cal

81 n8(v.>8Y >4-0 2.229VVU3V * :.R * 843/848-81 2.2:23V4cal

:1 n:(v.>:Y >8-0 2.229VVRR9W * :.R * 888/843-:1 2.2:2R94cal

W1 nW(v.>WY >:-0 2.229VU9RU2 * :.R * 88U/888-W1 2.284UU2cal

. 8= 6 8 E 4*a"5 -a$a *ada eta-a)e la primera ley de la termodinmica sabemos#8E 0 3 1 / Adems# 8= 0 8E /

Adems sabemos que B 1 2=allamos para cada etapa'a ? y ?=

8E0 3 0 2.9R8U4cal * :.93V 1 2.392R42 8E0 3 0 2.2::Ucal * :.93V 1 2.42:U:WV84

8E?0 3? 0 2.2:23V4cal * :.93V 1 2.9U92:384

8E@0 3@ 0 2.2:2R94cal * :.93V 1 2.9U94WUV84

8E0 3 0 2.284UU2cal * :.93V 1 2.98U9UW44

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. Ca"*"o de 8S -a$ea *ada eta-a. As)a qe 8S e% ss *o%d!*!o%es!%!*!a"es es *e$o.

>enemos# ?S 0 8SP Q C dT T

)onde# 8SP 0 >ntonces# 8S 0 (v. Ln >f >i

Luego "allamos la 8S para cada etapa#

8S0(v. Ln >9 1 :.RLn 89U>2 4R8

8S0 2.83WUU4Rcal6[7

8S0(v. Ln >4 1 :.RLn 848>9 89U

8S0 2.2R93UUVR cal6[7

8S?0(v. Ln >8 1 :.RLn 843>4 848

8S?0 2.2UW4U24R cal6[7

8S@0(v. Ln >: 1 :.RLn 888>8 843

8S@0 2.2U:989W9 cal6[7

8S0(v. Ln >: 1 :.RLn 88U>8 888

8S0 2.2W3W239W cal6[7

. G$a!qe qe ss !%*$e)e%tos de s e% e" e(e 2 6 "as te)-e$at$as*o$$es-o%d!e%tes e% e" e(e 6, e%)e$e ss -%tos a -a$t!$ de ss

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*o%d!*!o%es !%!*!a"es C9)o a$!a "a 8S *a%do a)e%ta T 6 *o)oa)e%ta 7

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OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

n el e*perimento reali'ado tratamos a los gases como gases concomportamiento ideal, adems de tratar al sistema como un sistemacerrado, por lo tanto no "ay prdida de energa ni de masa.

A partir de los resultados obtenidos e*perimentalmente pudimos comprobarde una manera sencilla las leyes de +oyle y ay lussac.

Las leyes de +oyle y ay Lussac son muy sencillas de demostrar yaplicndolo a gases reales los resultados no varan muc"o si losaplicramos a gases ideales.

n la parte de cerrar el conector de goma con una pin'a se puede utili'arcualquier instrumento que no deje que entre ni salga aire de nuestrosistema nosotros utili'amos una L_A.

Las burbujas dentro del tubo de goma se tienen que ser e*pulsadas unamanera mas rpida; se consigue presionando continuamente el tubo "astalograr el ascenso e dic"as burbujas.

RECOMENDACIONES:

>ener muc"o cuidado con los materiales porque son muy frgiles y el costoes muy alto.

>ener la mayor precisin al calcular el volumen muerto.

liminar todas las burbujas de aire del tubo de goma para que no "ayanerrores en el clculo de la presin.

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BIBLIOGRAFA

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2do Laboratorio Fisico Quimca Termodinamica de Gases