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Ley de Charles y Gay-Lussac




Enviado por Carolina Ospina



    1. Resumen
    2. Marco
      Teórico
    3. Objetivos
    4. Materiales y
      equipos
    5. Procedimiento
    6. Datos y
      resultado
    7. Análisis de
      Resultado
    8. Conclusiones
    9. Bibliografía

    1.
    Resumen

    En este laboratorio
    demostraremos la ley de charles y
    Gay Lussac por medio de su experimentación. En el
    laboratorio medimos magnitudes como volúmenes y
    temperaturas por métodos
    experimentales para luego ser comparados con los valores
    que predice la teoría.
    Además determinamos experimentalmente el valor de cero
    absoluto por métodos gráficos y no gráficos. Teniendo en
    cuenta lo echo en laboratorio nuestra principal conclusión
    es: En gas a presión
    constante el volumen es
    directamente proporcional a la temperatura.

    2.
    Introducción

    Como sabemos la ley de Charles y Gay Lussac es una de
    los bases más importante de los gases sabiendo
    que "la dilatación de una sustancia gaseosa contenida en
    el recipiente, puede observarse, de forma controlada, sumergiendo
    el matraz en un baño de agua cuya
    temperatura puede variarse a voluntad.

    También en la practica se analizo un proceso
    isoberico, es decir, una transformación donde la
    presión se mantiene constante y donde el volumen del gas
    tiene una relación directamente proporcional a la
    temperatura.

    3. Marco
    Teórico

    Ley de Boyle:

    En una muestra de gas a
    temperatura constante, le presion y el volumen son inversamente
    proporcionales entre sí

    Ley de Charles:

    El volumen de una muestra de gas mantenida a presion
    constante es proporcional a su temperatura en la escala
    Kelvin

    densidad:

    De una sustancia uniforme corresponde a su masa dividida
    entre el volumen que ocupa

    Ley de Charles y Gay Lussac:

    "La dilatación de una sustancia gaseosa contenida
    en el recipiente, puede observarse, de forma controlada,
    sumergiendo el matraz en un baño de agua cuya temperatura
    puede variarse a voluntad. La lectura del
    volumen del gas sobre la escala graduada y de la temperatura del
    agua sobre un termómetro empleado al efecto, permite
    encontrar una relación entre ambas magnitudes
    físicas en condiciones de presión constante e igual
    a la presión atmosférica

    Gas ideal:

    Los gases ideales se basa en las siguientes hipótesis:

    • En cualquier volumen pequeño hay una cantiad
      muy grande de moléculas
    • Las moléculas mismas ocupan un volumen
      despreciable
    • Las moléculas se encuentran en movimiento
      continuo y aleatorio
    • Se pueden despreciar las fuerzas entre las
      moléculas, exepto durante un choque
    • Todos los choques son elástico

    Ley de los gases ideales:

    Termodinámica:

    Al igual que en la mecánica, un estado de
    equilibrio de
    un sistema aislado
    es aquel que no tiene tendencia a cambiar

    Dos sistemas
    están en equilibrio térmico si no hay transferencia
    neta de energía térmica se ponen en contacto
    térmico

    Termómetro:

    Es un dispositivo con la propiedad
    medible que varia en determinada forma con la
    temperatura

    4.
    Objetivos

    • es comprobar experimentalmente la ley de Hooke y el
      movimiento armónico simple
    1. Describimos las características de las
      leyes de
      Charles y Gay Lussac realizadas en la practica.
    • Determinar la tasa de enfriamiento de un
      cuerpo

    4. Materiales y
    equipos

    • Termómetro de gas
    • Tubo de ensayo
      largo
    • Termómetro de alcohol o
      mercurio
    • Mechero de alcohol
    • Soporte metálico y pinza
    • Cronómetro
    • Regla
    • Hojas Milimetradas

    5.
    Procedimiento

    • Al iniciar la practica tomamos los datos
      iniciales, tales como: temperatura ambiental, altura inicial y
      volumen inicial.
    • Aumentamos la temperatura con un mechero hasta una
      temperatura hasta el punto de ebullición 100
    • Luego medimos la altura cada ves que el
      termómetro disminuye hasta que este mismo llegué a 35
    • Luego de tomados los datos, procedemos a calcular los
      volúmenes respectivos y realizamos un gráfico
      Volumen vs Temperatura.
    • El resultado de esta gráfica es una
      línea recta debido a que el Volumen es directamente
      proporcional a la Temperatura.
    • Después de realizar la gráfica,
      procedemos a hallar la pendiente m de la recta, y el intercepto
      para interpretarlos.

    6. Datos y
    resultado

    Cálculo de incertidumbres.

    Las incertidumbres serán calculadas por
    métodos no estadísticos:

    *Incertidumbre de temperatura: en este caso es
    mínimo ya que el observado contaba con buena visión
    y el error es mínimo, por eso la incertidumbre será
    la mínima división de escala del termómetro,
    la cual puede ser de 0.1.

    *Incertidumbre de altura: el error tiene las
    mismas causas de error de la temperatura por eso será la
    mínima escala de división: ± 0.05cm

    *Incertidumbre del volumen: Esta determinado por
    la incertidumbre de la altura, debido a que el valor del
    área de la sección transversal se adopta como
    convencionalmente verdadero.

    *Incertidumbre de temperatura : ± 0.05 s

    *Área de sección transversal del
    interior del termómetro de gas es aproximadamente
    5,7´
    10-6

    TABLA

    Datos iniciales: H=23.7cm, ,

    med #

    Tº de gas
    (ºC)

    ± 0.1

    Tiempo (s)

    ± 0.05

    H (cm)

    ± 0.05

    volumen del aire
    (m3)

    1

    95

    0

    23.5

    1.34*10-6

    2

    90

    1.37

    23.3

    1.33*10-6

    3

    85

    3.28

    23.2

    1.32*10-6

    4

    80

    5.45

    22.9

    1.31*10-6

    5

    75

    8.22

    22.6

    1.29*10-6

    6

    70

    11.05

    22.3

    1.27*10-6

    7

    65

    13.27

    22.0

    1.25*10-6

    8

    60

    15.57

    21.6

    1.23*10-6

    9

    55

    19.04

    21.4

    1.22*10-6

    10

    50

    22.48

    21.0

    1.20*10-6

    11

    45

    27.55

    20.7

    1.18*10-6

    12

    40

    34.54

    20.4

    1.16*10-6

    13

    35

       

    Determinación de la variación del
    Volumen con respecto a su altura (m):

    De la gráfica V vs T podemos observar que el
    punto de corte (b) con el eje Y es 1.1 por lo tanto
    podríamos despejar m de la siguiente formula:

    Teniendo esto podemos tomar un punto cualquiera en la
    recta y calcular la pendiente, en este caso tomaremos el punto (
    50 ) dándonos como resultado

    *Determinación del cero
    absoluto:

    si V=0

    * El valor de cero absoluto obtenido experimentalmente
    fue de

    * Temperatura convencionalmente verdadero es

    * Error de Temperatura = temperatura convencionalmente
    verdadero – temperatura medida

    * Error de T = -273.15 – (-272.2) =
    -0.95ºC

    * Estimación de error en el calculo del Cero
    absoluto

    * Determinación de Po en Cali

    Cali esta a aproximadamente1000m sobre el nivel del
    mar


    * Número de moles en el interior del
    termómetro:

    Utilizando la ecuación de estado:

    donde
    P es la presión atmosférica en Cali y V el Volumen
    del termómetro en condiciones iniciales

    * Determinación de la ecuación de la recta
    Volumen Vs temperatura

    7. Análisis de Resultado

    • Los volúmenes fueron hallados por el
      Área transversal del tubo del ensayo
      multiplicándolo con la altura
    • La pendiente de la recta V vs T según la
      ecuación de estado significa el cambio del
      Volumen cuando crece la temperatura
    • Los datos de Temperatura fueron obtenidos en el
      laboratorio con el termómetro que tenia el
      sistema.
    • Las incertidumbres fueron calculadas de una forma no
      estadística ya que por la claridad de los
      instrumentos se pudo discernir y calcular un margen apropiado
      de incertidumbre.
    • Observamos que cuando extrapolamos la recta de la
      gráfica V vs T el punto de corte con el eje X es el cero
      absoluto después de ese punto un gas toma una forma
      diferente.

    8. GRAFICA

    TEMPERATURA Vs VOLUMEN

    9.
    Conclusiones

    • El comportamiento de un gas con respecto a la
      temperatura es lineal
    • Teóricamente la arena debe tener el volumen
      del agua que desplazo en la Establecimos que la ley de Charles comprueba que
      el volumen de un gas es directamente proporcional a su
      temperatura absoluta, asumiendo que la presión se
      mantiene constante.
    • Si un sistema se mantiene a presión constante,
      el aumento de temperatura conlleva a un aumento de
      volumen.
    • La temperatura mas baja a la que puede llegar un gas
      es –273.15

    vasija que utilizamos en la practica

    10.
    Bibliografía

    • Física Fundamental 1. Michael Valero.
      Editorial Norma, Colombia.
      1996.
    • Física Vol. I. La naturaleza
      de las cosas. Susan M. Lea, John Robert Burke. Editorial
      international Thomson. México 1999
    • Física tomo I. Cuarta edición. Raymond A. Serway. Editorial
      McGraw-HILL. México 1997
    • Física. Elementos de Física. Sexta
      edición. Edelvives. Editorial Luis Vives S.A. Barcelona
      (España); 1933
    • Física I, grado 10º. Eduardo Zalamea,
      Roberto Paris E, Jairo Arbey Rodríguez. Educar Editores,
      Bogota 1985
    • Manual de Laboratorio de Física II

     

    Presentado por:

    Marcela Díez

    Oscar Cruz

    Oscar Guevara

    Carolina Ospina

    Presentado al Profesor:
    Alberto Benavides

    Presentación del laboratorio:
    31-08-2001

    Lugar donde se realizo practica: Laboratorio de Química de la
    Pontificia Universidad
    Javeriana seccional Cali 24-08-2001

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