Analisis ley de boyle

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“RELACION ENTRE EL VOLUMEN Y LA PRESION DE UN GAS A TEMPERATURA CONSTANTE”




RESUMEN:
En este trabajo se expone la realización de un experimento cuya finalidad es comparar los resultados experimentales de los teóricos en cuanto a la ley de Boyle, esta ley nos dice que a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión, este proceso es llamadoisotérmico.

PALABRAS CLAVE: presión, volumen, ley de Boyle, isotérmico, gas ideal, constante universal de los gases ideales

INTRODUCCIÓN:
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este seexpanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases, las fuerzas gravitatorias y de atracción entre partículas, resultan insignificantes.
Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.
Ley de Avogadro: Es aquella en el que las variables son presión y temperatura, siendo el Volumen directamente proporcional al Númerode moles (n).
V_1/n_1 =V_2/n_2
Ley de Charles: A una presión dada, el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura.
V_1/T_1 =V_2/T_2 ó V_1/V_2 =T_1/T_2

Ley de Gay-Lussac: La presión del gas, que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura:
P_1/T_1 =P_2/T_2
Ley de los gases ideales: Las tres leyes mencionadas puedencombinarse matemáticamente en la llamada ley general de los gases. Su expresión matemática es:
P∙V=n∙R∙T
Siendo P la presión, V el volumen, n el número de moles, R la constante universal de los gases ideales y T la temperatura en Kelvin.
El valor de R depende de las unidades que se estén utilizando:
R = 0,082 atm•l•K−1•mol−1 si se trabaja con atmósferas y litros
R = 8,31451 J•K−1•mol−1 si setrabaja en Sistema Internacional de Unidades
R = 1,987 cal•K−1•mol−1
R = 8,31451 10−10 erg •K−1•mol−1
De esta ley se deduce que un mol de gas ideal ocupa siempre un volumen igual a 22,4 litros a 0 °C y 1 atmósfera. También se le llama la ecuación de estado de los gases; ya que solo depende del estado actual en que se encuentre el gas. [1]
La ley de Boyle-Mariotte, establece: la variación devolumen de un gas a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión que soporta, es decir:
P∙V^n=cte [2]
En 1662 Robert Boyle, científico irlandés, partiendo de los estudios de Torricelli, que establecían la presión ejercida por la atmósfera, realizó distintos estudios de qué pasa con el aire al cambiar la presión.
El experimento de Boyle, consistió enintroducir en un tubo de vidrio en forma de "U", cerrado en uno de sus extremos, y abierto en el otro la cantidad suficiente de mercurio, para igualar el espacio que queda sin mercurio en el extremo cerrado, con el del extremo abierto. Debido a que el mercurio estaba igualado en ambos lados del tubo, la presión en ambos lados debía ser la misma. Por lo tanto, en este espacio se refleja la presiónatmosférica (1 bar o 14,7 psi). Para reducir a la mitad el espacio de aire comprimido por el mercurio en el extremo cerrado, comenzó a añadir mercurio.
Descubrió que para reducir el espacio de aire a la mitad debía añadir 76 cm más de mercurio. Como Torricelli ya estableció que para igualar la presión atmosférica se necesitaban 76 cm de mercurio, esto significaba que:
Para reducir el volumena la mitad se necesita el doble de presión atmosférica. Con lo que dedujo su ley:
“Siempre que la masa y la temperatura de una muestra de gas se mantengan constantes, el volumen de dicho gas es inversamente proporcional a su presión absoluta” [3]
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
Si la presión disminuye, el volumen...
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