Informe sobre ley cero y dilatacion de gases

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Termometría Objetivo: El propósito de esta práctica es observar cómo el volumen del gas varia cuando la temperatura cambia; y cómo esto se relaciona con la ley cero de la termodinámica. La situación problema que nos hemos planteado frente a la práctica del laboratorio realizada es que al calentar el aire dentro del Erlenmeyer, este se expandirá; y al enfriarlo rápidamente, el aire se contraerá ypor esto permitirá la entrada de agua.

Marco teórico: En mecánica se utiliza el equilibrio para calcular las fuerzas que actúan sobre los cuerpos, equilibrio mecánico. En termodinámica se habla de equilibrio térmico y la propiedad que determina este equilibrio es la temperatura. “Ley cero de la termodinámica: Dos cuerpos separados que están en equilibrio térmico con un tercer cuerpo, tambiénestán en equilibrio térmico entre sí”1 Ésta ley nos indica que se puede medir la temperatura observando el equilibrio térmico de los cuerpos, y tener la seguridad que es independiente del material con el que se observe. Si dos cuerpos separados a diferentes temperaturas se ponen en contacto entre sí se alcanza el equilibrio térmico y este se mantendrá cuando la temperatura sea igual en amboscuerpos. La temperatura es la propiedad que describe qué tan caliente está un sistema, lo único que mide la temperatura es el grado de calentamiento, cabe destacar que esta propiedad NO mide el calor ni la energía térmica de una sustancia. Cuando el termómetro alcanza el equilibrio térmico con el sistema que se mide, cambia alguna propiedad del termómetro. El termómetro de mercurio detecta temperaturasporque cambia el volumen de una cantidad de mercurio al cambiar la temperatura; el volumen del mercurio es la propiedad termométrica del termómetro.
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Kurt C. Rolle. Termodinámica. Ed. Pearsons Prentice Hall sexta edición. Pg 57.

Procedimiento: Con el uso de un mechero de Bunsen se calienta agua en un beaker y se introduce en este, un Erlenmeyer vacío con un tapón de caucho y con un capilarabierto, de esta manera, se calienta el aire al baño Maria. Continuar el proceso de calentamiento midiendo la temperatura del agua con ayuda de termómetro, hasta que alcance una temperatura entre los 80°C y los 90°C. A esta temperatura el agua y el aire que se encuentra dentro del Erlenmeyer, están a una misma temperatura, es decir, han alcanzado un equilibrio térmico. Seguidamente, se retira elErlenmeyer del beaker, cuidando siempre que el capilar esté tapado para que el aire caliente dentro de este no se “escape”, y se introduce en un balde lleno de agua con hielo de forma vertical y se mantiene tapado durante tres minutos para que el aire se enfríe. Una vez que el Erlenmeyer esté a la misma temperatura que el agua helada, se destapa la boca del capilar, lo cual permite la entrada deagua. Después que el agua ha entrado, se retira el Erlenmeyer y con la ayuda de una probeta, se mide el volumen del agua que entró y se mide su temperatura. Datos y análisis: Los datos obtenidos en la práctica experimental se pueden organizar y observar en la siguiente tabla: Volumen (ml) 150 84 Temperatura (ºC) 76 10 Temperatura (ºQ) 308 44

Esta tabla nos muestra los datos obtenidos en elexperimento realizado en el laboratorio, en donde pudimos observar dos situaciones en las cuales se cumple la ley cero de la termodinámica. En un primer momento, calentamos al baño María el erlenmeyer con aire a temperatura ambiente; a medida que el agua se iba calentando, el aire también lo hacía, hasta alcanzar un equilibrio térmico con el baño de agua alrededor de una temperatura de 76ºC. Una vezalcanzado el equilibrio térmico, retiramos el erlenmeyer con el aire caliente y lo introducimos en un balde con agua helada; al poco tiempo el erlenmeyer se enfrió y dejamos entrar agua en este. El agua que entró y el aire crearon un equilibrio térmico a una temperatura de 10ºC. Con lo anterior podemos ver claramente cómo dos sustancias a diferente temperatura, en este caso el agua y el aire,...
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