LEY DE BOYLE
LEY DE BOYLE
– –PRESIÓN Y VOLUMEN
PRESIÓN Y VOLUMEN
I.
I.
OBJETIVOS
OBJETIVOS
Comprobar experimentalmente la Ley de Boyle
Comprobar experimentalmente la Ley de Boyle
–
–
Mariote, hallando la relación que Mariote, hallando la relación que existe entre la presión y volumen de un gas (aire) a una temperatura constante, y existe entre la presión y volumen de un gas (aire) a una temperatura constante, y determinar experimentalmente la presión atmosférica en ladeterminar experimentalmente la presión atmosférica en la cuidad de Puno.cuidad de Puno.
II.
II.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
La Ley de Boyle establece que la presión de un gas en el interior de un recipiente esta La Ley de Boyle establece que la presión de un gas en el interior de un recipiente esta relacionada con el volumen del gas. En otras palabras, si cambia la
relacionada con el volumen del gas. En otras palabras, si cambia la presión. Para unapresión. Para una cantidad determinada de gas a una temperatura dete
cantidad determinada de gas a una temperatura dete rminada, la presión del gas esrminada, la presión del gas es inversamente proporcional al volumen. Una forma de verificar esto es
inversamente proporcional al volumen. Una forma de verificar esto es dibujar ladibujar la grafica de la inversa del volumen del gas
grafica de la inversa del volumen del gas frente a la presión del gas.frente a la presión del gas.
(1)(1) (2)(2)
III.
MATERIALES NECESARIOS
Jeringuilla (con sensor). Tubos (con sensor).
Conector de ajuste rápido (con sensor). Sensor de presión.
Software DataStudio.
IV.
METODOLOGÍA
4.1.Esquema Del Experimento
Ajuste el volumen de aire en la jeringuilla a 20 ml. (nota: para fijar la posición inicial del pistón, desconecte el conector de l sensor, mueva el pistón a la primera posición (20 ml.) y vuelva a conectar el conector al sensor).
4.2.Datos Experimentales
Datos del tubo que conecta la jeringuilla con el sensor de presión, registremos los siguientes datos en la tabla 1.
Tabla 1
Datos del Tubo
Valor
Longitud
9.8
Diámetro
2.1
Volumen
32.32
Calculemos la presión atmosférica con ayuda del sensor de presión (absoluta) y temperatura del medio, registremos en la tabla 2.
Tabla 2
Valor
Presión Atmosférica en la ciudad Universitaria (UNA) (kPa) Temperatura del medio (°C)
A continuación mediante el esquema del experimento variemos el volumen mediante la jeringuilla, y tomemos los datos de la presión del gas (aire) y registremos los datos en la tabla 3.
Tabla 3
N°
Volumen (mL.)
Presión (kP)
Volumen inverso
1
20 64 0.052
18 69.1 0.056Tabla 3
Volumen (mL)
Presión (kPa)
K (kPa*mL)
20 64 1280 18 69.1 1243.8 16 76.2 1219.2 14 83.1 1163.4 12 94.1 1129.2 10 103.1 1031 8 120.1 960.8 6 139.5 837 4 168.3 673.2 2 210.9 421.8
V.
Cuestionario
1. Calcular la presión atmosférica mediante la latitud, y realizar una comparación
con el valor obtenido, calcular el error potencial.
2. Calcular la
presión atmosférica en la ciudad universitaria, en el mirador “PUMA UTA”, en la cuidad de Juliaca e Ilave.3. Realice una gráfica de presión y el volumen, y realice una interpretación física
del comportamiento de la gráfica.
4. Graficar presión frente volumen inversa (P vs
) y calcular la pendiente de la
gráfica.
5. Realice una comparación del valor de la pendiente obtenida, con el valor de la
constante C. Calculado mediante la ecuación.
6. Con la ayuda de la tabla 3, calcular el promedio del valor de la constant
e “K”.K (kPa*mL)
1280 1243.8 1219.2 1163.4 1129.2 1031 960.84
14 83.1 0.07145
12 94.1 0.08336
10 103.1 0.17
8 120.1 0.1258
6 139.5 0.1669
4 168.3 0.2510
2 210.9 0.5837 673.2 421.8
Promedio:
995.947. Muestre la gráfica con el ajuste lineal Volumen vs K.
8. Realice una interpretación física de la presión atmosférica y realice una gráfica.
9. Cuáles son las fuentes de error en este experimento. En cada una de ellas.
Intente determinar qué efectos tendría en los resultados del experimento.
10. Defina que es un gas ideal, y realice una gráfica de la definición.
Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.
En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.1Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión),1ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.
El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes.1 A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas.
El modelo de gas ideal ha sido investigado tanto en el ámbito de la dinámica newtoniana (como por ejemplo en "teoría cinética") y en mecánica cuántica (como "partícula en una caja"). El modelo de gas ideal también ha sido utilizado para modelar el comportamiento de electrones dentro de un metal (en el Modelo de Drude y en el modelo de electrón libre), y es uno de los modelos más importantes utilizados en la mecánica estadística.
VI.
CONCLUSIONES
VII.
BIBLIOGRAFÍA
[1] Volkenshtein, Problemas de física general, Editorial MIR. [2] Frish
–
Timoreva, Curso de física general, Editorial MIR.[3] E. Wittenbauer, Problemas de mecánica ge neral, Editorial MIR 1976. [4] Laboratorio de Física con Ordenador, PASCO sc ientific, 1998.
