Cero Absoluto
Páginas: 15 (3557 palabras)
Publicado: 20 de julio de 2011
Práctica #1
Determinación del Cero Absoluto
I. Sumario:
En la presente práctica se llevó a cabo la determinación del cero absoluto. El objetivo de la misma era determinar la temperatura de -273.15°C o 0K la cual es la temperatura del cero absoluto. Para esto se utilizó un método sencillo en el cual se debía calentar y enfriar agua y medir el volumen de aire dentro de una probeta y latemperatura que marcaba el termómetro. Para esto se utilizó: dos beakers de 2L, dos probetas de 10mL, dos termómetros y dos estufas y agitadores magnéticos. Se utilizaron dos de cada uno ya que se elaboraron dos corridas, una midiendo el volumen y la temperatura mientras se calentaba y la otra midiendo lo mismo pero enfriando, cada una se llevó a cabo en duplicado. Como resultados de la práctica seobtuvo: para las corridas calentado, para la primera un valor del cero absoluto de -284.84°C con un porcentaje de error de 4.27%, para la segunda corrida se obtuvo un valor de -272.46°C con un porcentaje de error de 0.252%. En el caso de las corridas enfriando, la primera dio un valor del cero absoluto de -224.89°C con un porcentaje de error de 17.66%, para la segunda corrida se obtuvo un valor de-247.05°C con un porcentaje de error de 9.55%. Al término de la práctica se pudo concluir que método utilizado es un método que es exacto y que permite la determinación del cero absoluto, ya que se pudo obtener un valor de -272.46°C con un porcentaje de error de 0.252%, que es muy cercano a -273.15°C. Se recomienda que para la realización de la práctica que se utilice una probeta que tenga unamayor capacidad y que para la toma de lecturas, alguien tome los valores de la temperatura y otra persona tome los valores del volumen, cada vez que este cambie 0.1mL.
II. Marco Teórico:
A mediados del siglo XIX, Clausius y Kelvin establecieron la Segunda Ley de la Termodinámica y propusieron la escala de Temperatura de la Termodinámica. Esta escala está fijada en su punto final en el ceroabsoluto de la temperatura. Un factor de la escala, correspondiente al tamaño del grado, debe ser especificado para completar la definición de la escala de temperatura; esta puede ser realizada al especificar valores numéricos de la temperatura de un punto fijo reproducible o especificando el ancho numérico del intervalo entre dos puntos fijos. (Skoog, 2005)
Kelvin adopto este procedimientopara hacer coincidir los grados con los grados centígrados, acorde al intervalo entre el punto de congelación y el de vaporización y la temperatura absoluta del punto de congelación a 273.15 K. Por acuerdo internacional se estableció que el punto triple está definido a 273.15 K y exactamente a 0.01 C. Por lo tanto, el cero absoluto está definido a -273.15 C. (Skoog, 2005)
Hay variosexperimentos de laboratorio que pueden ser utilizados para demostrar la existencia del cero absoluto en grado Centígrados. Sirven también para comprobar leyes como la ley de Charles. Estos métodos se basan en la extrapolación de volumen o presión de una cantidad dada de un gas a un volumen o presión cero después de que el volumen o presión del gas es medido a varias temperaturas. De acuerdo a lassiguientes leyes de los gases: (Journal of Chemical Education, 2001)
V = KT o P= KT (Ecuación 1)
T = V o T = P (Ecuación 2)
En donde K se encuentra dado por la relación de:
[pic] (Ecuación 3)
Donde claramente se concluye que el cambio de volumen de un gas ideal se encontrará en función exclusivamente de la temperatura a la que se encuentre.
Elvolumen o presión de un gas ideal será cero en el cero absoluto. Los métodos que incluyen mediciones de volumen se caracterizan por ser baratos y simples, y pueden utilizarse en cualquier laboratorio. Ahora bien, para conocer la presión de vapor parcial del aire seco es necesario utilizar la siguiente ecuación: (Journal of Chemical Education, 2001)
[pic](Ecuación 4)
Donde Ptotal es...
Determinación del Cero Absoluto
I. Sumario:
En la presente práctica se llevó a cabo la determinación del cero absoluto. El objetivo de la misma era determinar la temperatura de -273.15°C o 0K la cual es la temperatura del cero absoluto. Para esto se utilizó un método sencillo en el cual se debía calentar y enfriar agua y medir el volumen de aire dentro de una probeta y latemperatura que marcaba el termómetro. Para esto se utilizó: dos beakers de 2L, dos probetas de 10mL, dos termómetros y dos estufas y agitadores magnéticos. Se utilizaron dos de cada uno ya que se elaboraron dos corridas, una midiendo el volumen y la temperatura mientras se calentaba y la otra midiendo lo mismo pero enfriando, cada una se llevó a cabo en duplicado. Como resultados de la práctica seobtuvo: para las corridas calentado, para la primera un valor del cero absoluto de -284.84°C con un porcentaje de error de 4.27%, para la segunda corrida se obtuvo un valor de -272.46°C con un porcentaje de error de 0.252%. En el caso de las corridas enfriando, la primera dio un valor del cero absoluto de -224.89°C con un porcentaje de error de 17.66%, para la segunda corrida se obtuvo un valor de-247.05°C con un porcentaje de error de 9.55%. Al término de la práctica se pudo concluir que método utilizado es un método que es exacto y que permite la determinación del cero absoluto, ya que se pudo obtener un valor de -272.46°C con un porcentaje de error de 0.252%, que es muy cercano a -273.15°C. Se recomienda que para la realización de la práctica que se utilice una probeta que tenga unamayor capacidad y que para la toma de lecturas, alguien tome los valores de la temperatura y otra persona tome los valores del volumen, cada vez que este cambie 0.1mL.
II. Marco Teórico:
A mediados del siglo XIX, Clausius y Kelvin establecieron la Segunda Ley de la Termodinámica y propusieron la escala de Temperatura de la Termodinámica. Esta escala está fijada en su punto final en el ceroabsoluto de la temperatura. Un factor de la escala, correspondiente al tamaño del grado, debe ser especificado para completar la definición de la escala de temperatura; esta puede ser realizada al especificar valores numéricos de la temperatura de un punto fijo reproducible o especificando el ancho numérico del intervalo entre dos puntos fijos. (Skoog, 2005)
Kelvin adopto este procedimientopara hacer coincidir los grados con los grados centígrados, acorde al intervalo entre el punto de congelación y el de vaporización y la temperatura absoluta del punto de congelación a 273.15 K. Por acuerdo internacional se estableció que el punto triple está definido a 273.15 K y exactamente a 0.01 C. Por lo tanto, el cero absoluto está definido a -273.15 C. (Skoog, 2005)
Hay variosexperimentos de laboratorio que pueden ser utilizados para demostrar la existencia del cero absoluto en grado Centígrados. Sirven también para comprobar leyes como la ley de Charles. Estos métodos se basan en la extrapolación de volumen o presión de una cantidad dada de un gas a un volumen o presión cero después de que el volumen o presión del gas es medido a varias temperaturas. De acuerdo a lassiguientes leyes de los gases: (Journal of Chemical Education, 2001)
V = KT o P= KT (Ecuación 1)
T = V o T = P (Ecuación 2)
En donde K se encuentra dado por la relación de:
[pic] (Ecuación 3)
Donde claramente se concluye que el cambio de volumen de un gas ideal se encontrará en función exclusivamente de la temperatura a la que se encuentre.
Elvolumen o presión de un gas ideal será cero en el cero absoluto. Los métodos que incluyen mediciones de volumen se caracterizan por ser baratos y simples, y pueden utilizarse en cualquier laboratorio. Ahora bien, para conocer la presión de vapor parcial del aire seco es necesario utilizar la siguiente ecuación: (Journal of Chemical Education, 2001)
[pic](Ecuación 4)
Donde Ptotal es...
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