Determinacion de coeficiente adiabatico de un gas

Universidad Andrés Bello
Facultad de Química
Departamento de Ciencias Químicas






Trabajo practico N°2
“Determinación del coeficiente adiabático de un gas”












Integrantes:
Benjamín Castro
SophíaMuñoz
Carrera: Química y Farmacia
Sección: 6Profesor:
Marcelo Rodrigue C.






Introducción

Los gases tienen tres propiedades fundamentales; Son fáciles de comprimir, se expanden hasta llenar el recipiente y/o espacio y por supuesto ocupan mas espacio que un sólido o líquido. Todas estas propiedades son básicamente ligadas al “volumen” que ocupan estos gases pero, estevolumen puede presentar modificaciones dependientes de tres diferentes procesos:
1.- Isobárica: Proceso que se relaciona con la ley de Charles que dice que “Para una misma masa de gas, la variación de volumen es directamente proporcional a la variación de temperatura absoluta, siempre y cuando la presión sea constante” 2.- Isotérmica: Es la evolución reversible de un sistema termodinámico quetranscurre a temperatura constante. 3.- Adiabática: proceso aquél en el cual el sistema no intercambia calor con su entorno.



Es sabido que el volumen de un sistema gaseoso puede modificarse a través de tres procesos diferentes: Proceso Adiabático, proceso en el cual el sistema no intercambia calor con su entorno, proceso Isotérmico, proceso en el cual la temperatura permanece constante en unsistema y proceso Isobárico, proceso termodinámico que ocurre a presión constante.
Si el gas de masa fija a temperatura constante (proceso Isotérmico) experimenta un cambio de volumen podemos relacionar lo siguiente:

PV=K1 (Ley de Boyle)


Y si el gas cambia su volumen mediante un proceso adiabático y lo relacionamos con la “Primera Ley de la Termodinámica”, obtenemos lo siguiente:PV^γ=K2


De esta relación el exponente γ es el coeficiente adiabático del gas, el cual corresponde a la razón entre la capacidad calorífica a presión constante (CP) y la capacidad calorífica a volumen constante (CV).


[pic]

Para un gas ideal o perfecto también se cumple que:

[pic]


Considerando R como una constante, por ejemplo, 8.314 [pic] o 1.987 [pic], dependiendo delas unidades estimadas a trabajar.

El método utilizado en este práctico, se denomina método de Clement-Dèsormes y data de fines del siglo XVIII, se basa en el enfriamiento que se produce en un gas cuando se expande según un proceso adiabático. En este práctico se realizaran expansiones adiabáticas bruscas en pequeños intervalos de tiempo con el fin de que el sistema no reciba calor. Según elprimer principio de la termodinámica, todo gas que se expande rápidamente, contra la oposición de una fuerza exterior realiza un trabajo a costa de su energía interna y se enfría.

Lo contrario ocurre cuando el gas se comprime de forma adiabática, ya que aumenta su energía interna y por ende su temperatura aumenta.



[pic]

Del grafico se observa como gas pasa de un estado 1 a un 1’ através de una expansión adiabática con un cambio de presión, volumen y temperatura pero sin intercambio de calor con el entorno, al pasar de 1’ a 2 Se produce una expansión isocórico. (Volumen constante) en donde la presión aumenta y la temperatura vuelve a la inicial (antes de la expansión) produciéndose una expansión Isotérmica tomando en cuenta el punto 1 y 2.

Luego de una seria de...