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    05 Mauro Hoyos Estudio de Proceso Isotermico Guia de Laboratorio

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    MAURICIO TORRES
    Este documento presenta un estudio termodinámico de un proceso de compresión isotérmica de un gas. Los objetivos son estudiar la ley de Boyle-Mariotte usando aire como gas ideal, deducir la presión atmosférica, y calcular variables termodinámicas. Se realiza un montaje experimental usando una jeringa, pesas, y un termómetro para medir volumen y presión a temperatura constante. Los datos se grafican y analizan para verificar las leyes de la termodinámica y calcular la presión atmos

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    PRACTICA #5: ESTUDIO Y ANÁLISIS TERMODINAMICO DE

    UN PROCESO DE COMPRESIÓN ISOTÉRMICO

    Mauro Hoyos, José Sinning

    1. OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

     Estudiar la ley de BoyIe-Mariotte empleando el aire que se supone gas


    ideal.
     Deducir la presión atmosférica.
     Calcular las principales variables termodinámicas, en un proceso de
    compresión isotérmico.
     Analizar algunos aspectos de la 1ª y 2a leyes de la termodinámica.

    2. MATERIALES Y REACTIVOS

    - Jeringa de 20-25 cm3


    - Soporte Universal
    - Pinza para Soporte
    - Tapón de caucho
    - Balanza y Termómetro
    - Pesos

    3. FUNDAMENTACION TEORICA

    A temperatura constante (Procesos isotérmico), según la ley de Boyle, la presión


    (P) y el volumen V de un gas ideal satisface la ecuación:

    P.V =K

    Considerando que P es la presión absoluta sobre el gas y equivale a la presión


    manométrica (Pm) + la presión atmosférica (Pa), la ecuación anterior se escribe así:

    P.V = K (Pm + Pa)V =K ó También: Pm + Pa= K/V y Pm= K/V - Pa y si


    escogemos la variable X=1/V tendremos lo siguiente:

    Pm= K.X - Pa Que es la ecuación general de una recta. Es decir:

    Pm = K.X - Pa

    Y= m.x + b
    Luego al graficar:

    La presión manométrica (Pm) se calcula así:

    Donde:
    m : masa. en kg del embolo,
    M : masa en kg de la pesa colocada
    g : Aceleración de la gravedad (9.8 m/seg2)
    r : radio del embolo en m

    4. DESARROLLO EXPERIMENTAL

    Realizar el siguiente montaje con la jeringa:


     Ir colocando pesas sobre el embolo, empujando con la mano este, uno a
    uno hacia bajo para que así regrese a su posición final. Anotar este
    volumen y convertirlo a m3.
    Nota: El embolo se lubricará con un poco de aceite para que los errores debido
    al rozamiento sean siempre en el mismo sentido.

    DATOS
    m émbolo (g)
    m pesas (g)
    r embolo (cm)
    Temperatura (°C)

    2.

    V (cm3) M Pesas (g)

    5. CUESTIONARIO DE APLICACIÓN

    1. Calcular la Presión manométrica en Pascales.


    2. Convertir los volúmenes a m3

    3. Graficar P (Pascales) contra V (m3).

    4. Graficar P (Pascales) contra 1/V (m3).


    5. Realizar la gráfica corregida.
    6. Calcular el % de error sobre la Presión atmosférica hallada

    7. Consignar los anteriores resultados en una tabla.

    6. BIBLIOGRAFÍA

    Atkins, P. W., "Physical Chemistry", 6th, edition, 1999. Oxford


    University Press, Oxford, p. 99.

    LEVINE, Ira N. Fisicoquímica. España: Vol. I y II. Mc Graw Hill, 1996.

    CASTELLAN, Gilbert W. Fisicoquímica. México: Fondo Educativo


    Interamericano S.A., 1976.

    MARON y PRUTTON. Fundamento de fisicoquímica. Limusa Wiley.

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