Coeficiente de expansión de los gases

PRÁCTICA N° 2
“COEFICIENTE DE EXPANSIÓN DE LOS GASES”
OBJETIVOS

Durante el desarrollo de esta práctica se lograron los siguientes objetivos:

* Se encontró la relación que define el comportamiento del volumen de expansión vs temperatura del aire.
* Se determinó experimentalmente el coeficiente de expansión del aire.
* Se determinó el error experimental sobre el coeficiente deexpansión del aire.













MARCO TEÓRICO

Para comprender lo que es el coeficiente de expansión de los gases podemos comenzar por definir lo que es expansión o dilatación. Se denomina dilatación al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.
Losgases son mucho más dilatables que sólidos y líquidos.  Se define 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 se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene.
Sus moléculas, encontinuo movimiento, logran colisionar las paredes que los contiene y casi todo el tiempo ejercen una presión permanente. Como el gas se expande, la energía intermolecular (entre molécula y molécula) hace que un gas, al ir añadiéndole energía calorífica, tienda a aumentar su volumen.
El estudio sistemático del comportamiento de los gases le interesó a diversos científicos durante siglos. Entrelos más importantes se destacan: Boyle, Charles, Dalton y Gay-Lussac que establecieron las propiedades de los gases.
* Ley de Boyle: encerró una cantidad de aire en el extremo cerrado de un tubo en forma de U, utilizando mercurio como fluido de retención. Boyle descubrió que el producto de la presión por volumen de una cantidad fija de gas era un valor aproximadamente constante. Determinando lasiguiente ley:

“El volumen de un gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión”

* Ley de Charles (1787): estudio la relación existente entre el volumen y la temperatura de un gas a presión constante. Al conservar la presión constante, el volumen aumenta y cuando la temperatura disminuye, el volumen también disminuye. Un ejemplo muy común puede ser: un globo llenoaumenta su volumen cuando se le caliente y lo disminuye cuando se le enfría.
“El volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura kelvin”
* Ley de Dalton: también es conocida como la “Ley de las Presiones Parciales” y nos es muy útil cuando deseamos determinar la relación que existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla degases.
“La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes de la mezcla ”Ley de Gay-Lussac: Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. Es decir, si aumentamos la temperatura, aumentara la presiones; pero si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.“El volumen de un gasaumenta linealmente al aumentar su temperatura”

La ley de Avogadro complementaba a las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, asegurando que en un proceso a presión y temperatura constante (isobárico e isotérmico), el volumen de cualquier gas es proporcional al número de moles presente, de tal modo que:
“El volumen que ocupa un mol de cualquier gas ideal a una temperatura y presión dadas siemprees el mismo”
Con los estudios anteriormente mencionados se concluyo que un gas se encuentra en estado definido cuando las variables ( P, T, V) tienen valores definidos.
Para poder definir el estado de un sistema sin necesidad de medir todas sus variables, los científicos relacionaron unas variables en función de otras mediante relaciones matemáticas denominadas “ecuaciones de estado” ,...