Expansion de Los Gases PDF
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INGENIERÍA INDUSTRIAL
PRÁCTICA N° 2:
COEFICIENTE DE EXPANSIÓN DE LOS GASES
INTEGRANTES
SECUENCIA: 1IV21
Determinar el coeficiente de expansión con datos de las variables que lo expanden, como la temperatura
y el volumen, analizando cómo afecta el volumen conforme va incrementando la temperatura y con esto
definir el volumen de aire en el sistema.
➢ EXPLICACIÓN DE LA PRÁCTICA.
Actividad I.
● Introducción.
El propósito de este experimento es comprobar que cuando existe una presión constante en el sistema ,
este se llamara proceso isobárico. El primer estudio de la variación isobárica del volumen con la
temperatura lo hizo Charles y lo verificó Gay Lussac.
Los gases son aquellos en los que fácilmente se puede comprobar la dilatación por efecto del calor, ya
que los gases al someterse a este muestran una expansión mayor y regular que los solidos y liquidos.
Un sistema gaseoso se define por variables, que son: presión, temperatura, volumen y masa, y tienen
valores definidos. Para poder definir el estado de un sistema gaseoso sin necesidad de medir todas sus
variables, se hace uso de ecuaciones matemáticas, las cuales relacionan unas variables en función de
otras, estas relaciones se denominan “ecuaciones de estado”, las que pueden obtenerse observando el
comportamiento del sistema bajo condiciones dadas.
El logro experimental se basa en que los integrantes puedan realizar las actividades solicitadas, para
determinar el coeficiente de expansión, y con los datos recopilados lograr analizar el volumen de aire
que había en el sistema.
● Equipo Empleado.
Inicialmente, se midió el volumen del gas que estaba depositado en un sistema con dos vasos de
precipitados uno más grande que el otro en el cual el mas chico lo pusimos a calentar, dentro de él se
colocó un matraz en un soporte y este mismo lo conectamos por medio de un tapón en el cual fue
conectado con una manguera a una bureta, esta se llenó de agua al mismo nivel que el vaso de
precipitado más grande después registramos los datos cuando aumentaba la temperatura y como se
comportaba el volumen del agua en la bureta después de realizar estos cálculos , determinamos el valor
del volumen de todo el sistema, posteriormente obtuvimos su volumen.
● Resultados y Cálculos.
21° 67 mL 335
22° 64 mL 338
23° 63 mL 339
24° 62 mL 340
25° 61 mL 341
26° 58 mL 343
27° 55 mL 346
28° 53 mL 348
29° 52 mL 349
30° 50 mL 351
31° 48 mL 353
32° 46 mL 355
33° 45 mL 356
34° 43 mL 358
35° 41 mL 360
36° 40 mL 361
37° 38 mL 363
38° 35 mL 366
39° 33 mL 368
40° 31 mL 370
41° 29 mL 372
V = mt + b
V = 1.81 mL/°C t + 296.67 mL
Tabla 2
21° 334.79
22° 336.48
23° 338.29
24° 340.10
25° 341.91
26° 343.72
27° 345.53
28° 347.34
29° 349.15
30° 350.96
31° 352.77
32° 354.58
33° 356.39
34° 358.2
35° 360.01
36° 361.82
37° 363.63
38° 365.44
39° 367.25
40° 369.06
41° 370.87
La relación que existe de la pendiente con respecto a la recta se da por medio de la Ley de
Charles y la ecuación de la recta, observemos:
y=V
m = Vo α
x=t
b = Vo
Si t = 0 , ¿Cuánto vale V?
Si V = 0 , ¿Cuánto vale t?
V = mt + b
0 = mt + b
−b
m =t
− 296.67 mL
1.81 mL/°C = t
-163.91°C = t
α = m
b = 1.81 mL/°C
296.67 mL = 6.101x10−3 °C
1 1
α = α = 163.907°C
Cálculo de Porcentaje de error entre el valor obtenido y el valor teórico para α y para la
temperatura de cero absoluto
E % = || te tR
− tR |
| x100%
E % = ||
−163.91 − (−273.15) |
−273.15 | x100%
E % = 39.99%
RESULTADOS:
m = 1.81 mL/°C
b = 296.66 mL
r = 0.99
1
α = 163.907°C
E % = 39.99%
➢ CONCLUSIONES
En esta práctica pudimos observar que el coeficiente de expansión de nuestro gas es de 1.81 mL por
cada grado Celsius. Tuvimos un proceso isobárico, el volumen fue aumentando gracias a una presión
constante dentro del sistema, algo que Gay Lussac comprobó hace muchos años atrás.
Gracias a esto podemos decir que tenemos una expansión lineal del gas, que en este caso era aire, una
combinación de O2 y N2. La expansión de este gas, implica una disminución en el volumen que teníamos
del agua; es decir, que el gas ocupa el lugar del agua dentro de la buretra, con esto también podemos
comprobar el enunciado: “Dos cuerpos no pueden ocupar el mismo lugar en el espacio”.
Con la realización de la práctica, nos dimos cuenta que el volumen de gas que tenemos, en realidad
corresponde al de todo el sistema y no solamente al de la buretra como lo habíamos pensado desde un
principio.
En general, comprobamos que las ecuaciones de los procesos de expansión de los gases son certeras y
que con ayuda de despejes y cálculos, podemos obtener las relaciones de temperatura y volumen que
deseemos obtener.