Capacidades calorificas

Descripción del experimento

Materiales usados:

• Chuico de 18 L
• Manómetro
• Tapón de goma
• Tubos de vidrio
• Termómetro
• Pera de goma
• Manguera

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En un chuico (con 18 L de capacidad) que contiene aire a una atm de presión se le inyecta aire hacia el interior mediante una pera de goma, con elobjetivo de comprimirlo para aumentar su presión hasta obtener una presión conocida de ftalato de butilo, la cual es medida por el manómetro y anotada. Luego, sacamos la pera con el objeto de que el aire salga rápidamente con lo cual las columnas líquidas del manómetro se igualan. Al suceder esto, la abertura del tubo de vidrio se tapa con el dedo hasta que la presión interna se iguale con la presiónexterna o sea que las columnas se estabilicen.
De esta manera la expansión que se realizó fue tan rápida que no hubo absorción de calor de los alrededores lo que lleva a que la expansión sea adiabática.
Luego de unos minutos el aire vuelve a la temperatura ambiente y esto lleva a un aumento de la presión interna medida en le manómetro que es también anotada.
Como sereestablece la temperatura inicial del aire la presión final obtenida equivaldría aproximadamente a la presión final de una expansión isotérmica.
Este procedimiento fue repetido 10 veces para obtener 10 medidas diferentes y conseguir una mayor seguridad en el resultado
Objetivo del experimento

El objetivo de este experimento es calcular la razón entre lascapacidades caloríficas Cp y Cv la cual es representada por γ que se denomina coeficiente de las capacidades caloríficas molares. El valor de γ fue calculado para el aire
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La relación entre P y V para una expansión isotérmica es PV =cte.; para una expansión adiabática PVγ=cte.
Donde
γ = Cp/ Cv

con la relación de presión y volumencorrespondiente a una expansión adiabática y una isotérmica se puede comprobar que la razón de las tangentes es igual a:

_dP(ad)
dV
γ = ˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗˗
_dP(isot)dV

1) PVγ=cte. Se deriva con respecto aV

PγVγ-1 + VndP/dV= 0

PγVγ + VndP/dV= 0

Vγ (Pγ/V+ dP/dV)= 0

Pγ/V+ dP/dV=0 dP/dV= -Pγ/V

2) PV=cte. Derivando respecto a V:

P+VdP/dV=0

VdP/dV= -P

dP/dV= -P/V

Reemplazando:
dP(ad)
dV -Pγ/Vγ = --------------- = --------------
dP(isot) -P/V
dV

si consideramos los cambios de presión y volumen suficientemete pequeños
las cuurvas AB y AE se puedenconsiderar rectas por lo tanto la razon de las pendientes es AB/AE :

AB P0-Pa
--------- = γ = -----------
AE P0-P

Según el grafico P0-Pa = h0 y corresponde a la lectura inicial del manómetro; P0-P = h0-h; en que h corresponde a la lecura final de modo que:

h0γ = --------------
h0-h

Tratamiento de datos

Tabla n°1

|N° experimento |h0 (cm.) |h(cm.) |γ |
|1 |20 |4.5 |1.29 |
|2 |20...